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ÍNDICE

1. OBJETIVOS DEL PROYECTO ······························································· 4

1.1 ORIGEN DEL PROYECTO ···················································································· 4

1.2 OBJETIVOS DEL PROYECTO ················································································ 5

1.3 ESTRUCTURA DE LA MEMORIA ·········································································· 5

2. INTRODUCCIÓN AL PRODUCTO ························································ 7

2.1 DEFINICIONES GENERALES ····································································································· 7

3. PROCESO DE TRABAJO ···································································· 18

3.1 FASE INICIAL······························································································································19

3.1.1 FASES DE DISEÑO········································································································· 19

3.1.1.1 Documentación·····································································································19

3.1.1.2 Fase creativa y desarrollo de producto·································································22

3.1.2 REALIZACIÓN DE LA MAQUETA······················································································26

3.2 TRABAJO CON SCANSTUDIO······································································································30

3.2.1 PREPARACIÓN DEL ESPACIO DE TRABAJO······································································30

3.2.1.1 Instalación·············································································································28

3.2.1.2 Entorno·················································································································30

3.2.1.3 Esquema···············································································································30

3.2.2 PREPARACIÓN DE LA MAQUETA···················································································33

3.2.3 HERRAMIENTAS DE SCANSTUDIO·················································································37

3.2.3.1 Escanear···············································································································38

3.2.3.2 Alinear··················································································································42

3.2.3.3 Recortar················································································································46

3.2.3.4 Tratamiento·······································································································48

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3.2.3.5 Exportación·········································································································62

3.3 TRABAJO CON RHINOCEROS·····································································································64

3.3.1 INTRODUCCIÓN ················································································································· 64

3.3.2 PREPARACIÓN DEL SOFTWARE. ························································································ 65

3.3.3 ABRIR EL ARCHIVO ············································································································ 68

3.3.4 ANALIZAR Y REPARAR LA MALLA ······················································································ 69

3.3.5 REMODELACIÓN MEDIANTE SUSTITUCIÓN DE SUPERFICIES ············································ 85

3.3.6 DESARROLLO Y MODELADO DE LAS PIEZAS ······································································ 98

5. BIBLIOGRAFIA ··············································································· 104

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1. OBJETIVOS DEL PROYECTO

1.1 ORIGEN DEL PROYECTO

La realización de este proyecto parte por mi propio interés en conocer el

funcionamiento de nuevas tecnologías como son los escáneres 3D ya que nunca había

trabajado con ellos y creo que puede ser muy útil el conocimiento de ello a lo largo de

mi carrera profesional como diseñadora industrial. Pero no solo saber cómo realizar

capturas de superficies 3D de objetos sino también el posterior tratamiento de esos

modelos virtuales tanto con el software del propio escáner como con otros externos con

herramientas específicas según su finalidad. En este caso, se trabajará con el escáner 3D

Next Engine y con los programas ScanStudio (escaneado y tratamiento de las superficies)

y Rhinoceros V4 (reparación y remodelación de las mallas).

Pero además de ser proyecto de investigación y aprendizaje de lo comentado

anteriormente, lo he orientado hacia el mundo de la enseñanza, realizando una

aplicación didáctica y muy visual con información tanto teórica como práctica de cada

una de las fases de este trabajo de escaneo, reparación y remodelación. Va dirigido a

todas aquellas personas principiantes en esta tecnología pero con un nivel avanzado en

programas de modelado 3D, en concreto, Rhinoceros.

Hasta ahora, lo existente en internet y en el propio manual del escáner nos muestra un

ejemplo de un objeto muy sencillo para explicar cómo se utiliza el escáner y los

diferentes parámetros de los que depende el escaneo según lo que se quiera conseguir.

Pero no hay ningún manual ni ningún ejemplo práctico de cómo se puede modificar,

mejorar, añadir elementos,... a ese objeto virtual previamente escaneado, para

posteriormente poder realizar un desarrollo del producto y rediseñar partir de él, es

decir, realizando un trabajo de ingeniería inversa que es principalmente el uso de estos

de escáneres.

También decir que este proyecto ha conllevado una gran fase de búsqueda de

información, de aprendizaje de los diferentes software utilizados, el diseño gráfico tanto

de la aplicación, como de todo lo presentado y un amplísimo aprendizaje de vocabulario

y expresiones técnicas en inglés debido a que todos los tutoriales, ayudas, software

están en este idioma.

En definitiva, se trata de aprender tanto yo misma mediante la investigación y el trabajo

personal, como otros usuarios a partir de la aplicación didáctica elaborada, del manejo

del escáner y posterior trabajo según las diferentes finalidades relacionadas con el

diseño industrial del objeto en 3D.

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1.2 OBJETIVOS DEL PROYECTO

El objetivo principal del proyecto fin de carrera es el aprendizaje de forma personal del manejo del escáner 3D y de los software, realizando un caso práctico de todo el proceso a partir de una maqueta fabricada manualmente con el fin de proponer y enseñar una innovadora forma de trabajo en el campo del diseño. Para ello se llevará a cabo:

Realización y seguimiento de una planificación de todo el proyecto.

Rediseño del mango un bastón de senderismo realizando las diferentes fases del

proceso de diseño. Fabricación de la maqueta del nuevo diseño.

Escaneo de la maqueta del producto atendiendo a todos los parámetros de los

que dispone el escáner para conseguir un modelo de buena calidad y posterior tratamiento.

Trabajar con el modelo 3D digital en el programa Rhinoceros para reparar las

mallas de superficies, añadir elementos que no se han podido escanear,...

Realizar un desarrollo del producto a partir del modelo 3D escaneado para conseguir un aspecto más innovador y ergonómico.

Mientras se van realizando todas las etapas del proyecto, plasmar por escrito todas las acciones que se van haciendo mediante explicaciones, imágenes, gráficos, ... para realizar una aplicación didáctica en la cual se explique de forma muy visual todo el proceso de trabajo.

Aplicación del mayor número de conocimientos posibles adquiridos a lo largo de la carrera mediante la utilización de técnicas aprendidas.

Con todo lo anterior adquirir yo misma un amplio conocimiento sobre esta

técnica.

1.3 ESTRUCTURA DE LA MEMORIA

La memoria está dividida en tres partes principales:

INTRODUCCIÓN: recoge información general lo que se quiere conseguir con este

proyecto, las metodologías seguidas a lo largo del proceso de trabajo y los programas

utilizados.

• Contenido: explicación del contenido del documento

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• Fases del diseño: se realiza una breve explicación de cada

una de las fases del proceso de diseño de un nuevo producto.

• Ingeniería inversa: explicación de este método de trabajo y las finalidades

• Software: breve explicación sobre cada uno de los programas utilizados a

lo largo del proceso de trabajo.

FASES DE TRABAJO: es la parte más importante y amplia del proyecto y por tanto de la

memoria. A su vez se subdivide en tres fases:

• Fase creativa: se rediseña el producto elegido: el bastón de senderismo.

• Trabajo con ScanStudio: recoge todo el trabajo de escaneado de la

maqueta y el posterior tratamiento de las exploraciones obtenidas hasta

conseguir el objeto completo en formato digital con las mejores propiedades

de mallas posibles.

• Trabajo con Rhino: Se realizan dos trabajos diferentes según la finalidad

del modelado conseguido con el escáner.

• Reparación de la malla para el prototipado rápido

• Sustitución de superficies para la realización de un modelo de

superficie Rhino y para el desarrollo de producto.

ANEXOS: recoge todo tipo de información adicional que resulta útil para la realización

del trabajo, como por ejemplo:

• Manuales de los programas utilizados.

• Ejemplo adicional de un bote de desodorante: Reparación de malla

escaneada y sustitución de superficies.

• Glosario de términos Rhinoceros V4 Inglés Español

El hecho de dividir de esta forma la memoria tiene por objetivo permitir un seguimiento claro, específico y cronológico de la metodología de trabajo planteada en este proyecto. A la hora de escribir la memoria se ha encontrado dificultad por la gran cantidad de términos en inglés utilizados en los programas y que no se han podido traducir.

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2. INTRODUCCIÓN AL PRODUCTO

2.1 DEFINICIONES GENERALES

ESCANER 3D

Un escáner 3D es un artefacto que analiza un objeto o el ambiente físico para reunir los

datos en su forma y posiblemente el color. Los datos completos se pueden usar para

construir modelos digitales tri-dimensionales que se usan en una amplia variedad de

aplicaciones (ya enumeradas anteriormente). Estos artefactos son usados extensamente

por la industria en la producción de películas y videojuegos. Otras aplicaciones incluyen

el diseño y prototipos industriales, análisis por estructural por computadora y la

documentación de artefactos culturales

Funcionalidad

El propósito de un escáner 3D es, generalmente, el de crear una nube de puntos a partir

de muestras geométricas en la superficie del objeto. Estos puntos se pueden usar

entonces para extrapolar la forma del objeto (un proceso llamado re-edificación o re-

construcción). Si la información de color se reúne en cada uno de los puntos, entonces

los colores en la superficie del objeto se pueden determinar también.

Los escáneres 3D son distintos a las cámaras. Al igual que estas, tienen un campo de

visión en forma de cono, pero pueden reunir información acerca de superficies sin

iluminación. Mientras una cámara reúne información de color acerca de las superficies

dentro de su campo de visión, los escáneres 3D reúnen información acerca de

superficies. El retrato producido por un escáner 3D describe la distancia a una superficie

en cada uno de los puntos en el retrato.

Para la mayoría de las situaciones, un solo escaneo no producirá un modelo completo

del objeto. Generalmente se requieren múltiples escaneos, incluso centenares, desde

muchas direcciones diferentes para obtener información de todos los lados del objeto.

Estos escaneos tienen que ser introducidos a un sistema común de referencia, un

proceso que se llama generalmente alineación, y entonces son unidos para crear un

modelo completo. Este proceso entero, yendo del mapeo de la distancia al modelo

entero, se conoce generalmente como el escaneo 3D pipeline

Tipos

Los dos tipos de escáneres 3D son el de contacto y sin contacto. Los escáneres si

contacto 3D se pueden dividir además en dos categorías principales, escáneres activos y

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escáneres pasivos. Hay una variedad de tecnologías que caen bajo cada

una de estas categorías:

Contacto: Los escáneres 3D examinan el objeto por medio del toque físico. Un

CMM (Maquina de medición por coordenadas) es un ejemplo de un escáner del

contacto 3D. Se usa en su mayoría en la fabricación y puede ser muy preciso. La

desventaja de los CMM, es que requiere el contacto con el objeto para que se

pueda escanear. Así, el acto de escanear el objeto quizás lo modifique o lo quizás

lo dañe por este contacto que se realiza. Este hecho es muy significativo cuándo

se escanean objetos delicados o valiosos artefactos tales como los artefactos

históricos. La otra desventaja de CMM es que son relativamente lentos

comparado con los otros métodos que se pueden utilizar para escanear. El

movimiento físico del brazo donde se monta el escáner puede ser muy lento y el

CMM más rápido puede sólo operar en unos pocos cientos de hertz. Por

contraste, un sistema óptico semejante al de un sistema de escáner de láser

puede operar de 10 a de 500 khz.

Otros ejemplos son los escáneres que se usan para digitalizar los modelos

(objetos y personas) en la industria de la animación de la computadora

Sin contacto: Estos escáneres realizan las mediciones sin contacto directo.

o Activos: Escáneres activos emiten alguna clase de la radiación y

disciernen su reflejo para tentar un objeto o el ambiente. Los tipos

posibles de la radiación usada incluyen la luz, ultrasonido o radiografía.

El escáner del láser del tiempo del vuelo 3D es un escáner activo que usa

la luz del láser para examinar el objeto. En el corazón de este tipo de

escáner existe un examinador de distancias del láser de tiempo de vuelo.

El examinador de la distancia del láser encuentra la distancia de una

superficie cronometrando el tiempo del viaje redondo de un pulso de la

luz. Un laser se usa para emitir un pulso de la luz y la cantidad de tiempo

antes la luz reflejada es vista por un detector es cronometrado.

El examinador de la distancia del láser sólo discierne la distancia de un

punto en su dirección del panorama. Así, el escáner escanea su campo

entero del panorama un punto a la vez cambiando la dirección del

examinador de distancia para escanear puntos diferentes. La dirección

del panorama del examinador de la distancia del láser puede ser

cambiada al girar al examinador de la distancia mismo, o usando un

sistema de giratorio de espejos. El método de espejos giratorios se usa

comúnmente porque estos son mucho más ligeros y así pueden ser

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girados mucho más rápido y con una precisión más grande. Escáneres

típicos de láser de tiempo de vuelo 3D pueden medir la distancia en

puntos de 10,000 ~ 100,000 cada segundo.

o Pasivos: Escáneres pasivos no emiten ninguna clase de la radiación por sí

mismos, pero en lugar se fía de detectar la radiación reflejada del ambiente.

La mayoría de los escáneres de este tipo detectan la luz visible porque es una

radiación ya disponible del ambiente. Otros tipos de la radiación, tal como el

infrarrojo podrían ser utilizado también. Los métodos pasivos pueden ser

muy baratos, porque en la mayoría de los casos estos no necesitan hardware

particular.

Los sistemas Estereoscopios emplean generalmente dos cámaras de video,

levemente aparte, mirando la misma escena. Analizando las diferencias leves

entre las imágenes vistas por cada cámara, es posible determinar la distancia

en cada punto en las imágenes. Este método se basa en la visión humana de

estereoscopio.

Estos tipos de escáneres 3D usan bosquejos creados de una sucesión de

fotografías alrededor de un objeto tridimensional contra un fondo muy bien

contrastado. Estas siluetas se estiran y son cruzadas para formar la

aproximación visual de casco del objeto. Con esta clase de técnicas alguna

clase de concavidades de un objeto (como el interior de un tazón) no son

detectadas.

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Procedimiento: Reedificación o Reconstrucción

El punto de la nube producido por escáneres 3D generalmente no es usado

directamente. La mayoría de las aplicaciones no usan nubes de puntos, pero en lugar

usan modelos poligonales 3D. El proceso de convertir una nube del punto en un

modelo de poligonal 3D se llama la reedificación o reconstrucción. La reedificación

implica encontrar y conectar los puntos adyacentes para crear una superficie

continua. Muchos algoritmos están disponibles para este propósito.

APLICACIONES:

Diseño:

Permite capturar modelos de maquetas y posteriormente

retocarlos para conseguir el resultado deseado. Mediante el

escáner podremos capturar formas orgánicas difíciles y

convertirlas en nuevos diseños, packaging,...

Fabricación:

Muchos ciclos de fabricación comienza con un ejemplo físico

de lo que se quiere obtener. La creación de nuevos moldes,

envases, botellas,... puede responder a un escaneado previo

realizado en nuestro espacio de trabajo. Elementos viejos

podrán ser retocados y rediseñados para su posterior

impresión en máquinas CNC, de esteritografía o impresoras

3D.

CGI:

Imagen generada por computadora es la aplicación del campo

de gráficos realizados por computadoras para la creación,

entre muchas otras cosas, de efectos especiales. Maquetas de

personajes y escenarios serán previamente escaneados como

mallas para su posterior utilización como personajes virtuales

en películas, videojuegos,...

Arte y arquitectura:

Artistas y arquitectos se fijan en formas y elementos físicos

del espacio que nos rodea para incorporarlos a sus obras y

diseños. El trabajo realizado es sorprendente desde la toma

de imágenes de grandes galerías hasta el diseño de joyas.

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Aplicaciones médicas:

Especialistas de odontología, prótesis, ortopedia,...

utilizan este sistema para minimizar su trabajo y obtener los

resultados del paciente con una mayor rapidez. El diseño de

material médico también está al alcance de nuestro producto.

Docencia:

Un elemento con tantas posibilidades de aplicación sería

interesante introducirlo en institutos e incluso en

universidades para un mayor conocimiento del mundo virtual

por parte de los alumnos.

La ingeniería Inversa:

Se detalla a continuación

En este proyecto se va a utilizar el escáner 3D NextEngine:

El NextEngine 3D Scanner es un compacto sistema de captura 3D (tipo: sin contacto y

activo) con múltiples precisiones láser (.005 ") para el modelado de objetos físicos. Es un

producto práctico para explorar complejas, formas orgánicas o tallados a mano,

prototipos y realizar diseños directamente en 3D MCAD y en otras plataformas. Las

características del software tienen un gran alcance siendo sus principales herramientas:

Align, Polish, y Blend. También permite exportaciones a STL, OBJ, VRML, PLY, U3D y

otros formatos para poder trabajar posteriormente en otras aplicaciones de modelado

3D, como por ejemplo, SolidWorks 2007 Office Premium, Rhino, 3ds Max, Rapidform,

Geomagic y muchas más.

Sus principales especificaciones técnicas son:

ARQUITECTURA -Sistema de medida: tecnología de triangulación láser multilínea (MTL). -Fuente: pareja de cuatro rayos clase 1M, 10 mW. Longitud de onda: 650 nm -Sensor: dos sensores de imágenes de 3 Megapixel CMOS. -Superficie de captura: captura sincronizada de siete colores de la superficie. -Superficie de iluminación: luz blanca procedente de tres fluorescentes de fósforo. -Auto-posicionador: alta precisión en la rotación. Peso máximo 9 kg. -Sujeción: sujeción de peso y orientación en el escaneado. Peso máximo 4,5 kg.

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FUNCIONAMIENTO -Tamaño de objeto: no hay límite. Objetos más grandes pueden ser

capturas con software suministrado. -Tamaño de campo: macro (130x 96,5 mm) wide (330x256.5 mm) -Resolución: (macro) 400 dpi y (wide) 150 dpi. -Densidad de puntos: (macro) 400 dpi y (wide) 150 dpi. -Exactitud dimensional: (macro) 0,127 mm y (wide) 0.381mm. -Velocidad de captura. 50000 puntos/segundo. - Paquetes de datos: pequeños modelos de cuarto de millón de puntos. -Medioambiente: utilice menos luz que una lámpara de oficina.

El software que utiliza se llama SCANSTUDIO CORE.

Las características del software tienen un gran alcance siendo sus principales

herramientas: Align, Polish, y Blend. También permite exportaciones a STL, OBJ, VRML,

PLY, U3D y otros formatos para poder trabajar posteriormente en otras aplicaciones de

modelado 3D, como por ejemplo, SolidWorks 2007 Office Premium, Rhino, 3ds Max,

Rapidform, Geomagic y muchas más.

El escaner NextEngine se utiliza para realizar múltiples tipos de trabajos en los que se

requiera obtener el formato digital de un objeto físico. Posteriormente estos modelos

digitales pueden ser tratados con los diferentes software de modelado 3D según el fin

que vaya a tener.

Algunos de los ejemplos de usos para los que se utiliza el escaner NextEngine son:

• Reconstrucción de piezas -> www.youtube.com/watch?v=gvvw2DEfqEw

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• Escaneo de objetos de la naturaleza ->

http://www.youtube.com/watch?v=xDUzfHZKvcE&feature=related

• Realizar animaciones de videojuegos ->

http://www.youtube.com/watch?v=KoEwzz-h1bs&feature=related

• Realización de maquetas para escenas de acción ->

http://www.youtube.com/watch?v=T71TjZzipXI

• Prototipado rápido ->

http://www.youtube.com/watch?v=ggvzcGdZsTc&feature=related

• Escaneo facial -> http://www.youtube.com/watch?v=EblHQEdm-

QM&feature=related

• Mecanización de objetos en sistemas CNC ->

http://www.youtube.com/watch?v=9App1sASVbU

• Trabajo de arqueología -> http://www.youtube.com/watch?v=Gke_lPFTZEk

• Trabajo forense -> http://www.forensicmag.com/articles.asp?pid=264

• Trabajos de arquitectura -> http://csanet.org/newsletter/spring07/nls0702.html

INGENIERÍA INVERSA (en diseño industrial)

La ingeniería inversa, en términos generales, es el proceso de descubrir los principios

tecnológicos de un dispositivo, objeto o sistema, a través de razonamiento a ductivo de

su estructura, función, forma y/o operación.

Concretando un poco más, nos permite obtener la base de fabricación, programación,

instalación o concepción de cualquier objeto, software o proceso.

Centrándonos en la obtención de las formas de objetos físicos, es aplicable en sectores

tales como la industria, la medicina, la conservación de arte y patrimonio, el diseño o la

animación 3D:

Ingeniería inversa es la obtención de la base de fabricación (en muchos casos un archivo

CAD 3D o un modelo máster para su reproducción), de cualquier objeto, pieza,

herramienta o utillaje. A través de esta tecnología se puede llegar a obtener un modelo

para análisis, fabricación o archivo.

En la actualidad existen diversas tecnologías similares para realizar este proceso, aunque

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la base fundamental de ellas es la misma en todos los casos: Obtener

datos del objeto sobre el que queremos realizar la ingeniería inversa, y

poderlos manipular y tratar hasta ser capaces de reproducir dicho objeto mediante la

tecnología de fabricación más adecuada en cada caso.

En muchos casos se ha asociado a la Ingeniería Inversa, como el método para obtener

copias, muchas veces sin licencia, de objetos o piezas que se hallen en el mercado. Este

sería uno de sus múltiples uso, pero en realidad, la aplicación de estas tecnologías va

mucho más allá.

El principal cometido de la ingeniería inversa (en lo que a captación de formas se

refiere), es el de obtener un archivo CAD 3D del objeto o pieza de muestra, para con él

poder:

- Fabricar de nuevo dicha pieza (única o en serie).

- Analizar o estudiar dicha pieza, para su mejora, o para el diseño de una pieza de

características similares.

- Crear un archivo informatizado.

- Obtener un CAD de una pieza creada a mano o que haya sufrido alteraciones.

(Prototipos).

- Obtener un CAD de una pieza de arte, arquitectónica, etc.

- Obtener modelos informatizados del terreno. (Arquitectura, geología, minería, etc.)

- Utilizar el CAD de una pieza validada, para realizar informes dimensionales de

producciones en serie.

- Diseñar piezas u objetos que deban encajar, alojarse, fijarse, etc. en las piezas

digitalizadas.

- Obtener datos informatizados de escenarios o piezas implicadas en accidentes o

crímenes.

- Fabricar piezas relacionadas con la pieza de muestra, que de algún modo guarden

similitud con la original. (Prótesis médicas o dentales de cualquier tipo).

- Fabricar envases, blisters, protectores, etc., para el "packaging" de los objetos

escaneados.

RHINOCEROS V4.0

Rhinoceros es un software que proporciona las herramientas necesarias para modelar

proyectos con precisión y dejarlos listos para el renderizado, la animación, el dibujo, la

ingeniería, el análisis y la fabricación. Puede crear, editar, analizar, documentar,

renderizar, animar y traducir curvas NURBS, superficies y sólidos sin límite de

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complejidad, grado o tamaño. También es compatible con mallas

poligonales y nubes de puntos.

Además ofrece:

Precisión máxima para el diseño, los prototipos, la ingeniería, el análisis, la

documentación y la fabricación de cualquier producto de cualquier tamaño, ya sea

grande o pequeño.

Edición sin restricciones. permite verificar y editar tranquilamente sin preocuparse

sobre cómo llegó ahí o qué quiere hacer a continuación.

Dibujo 2D, anotación e ilustración. Además, es posible aplanar superficies 3D para crear

patrones 2D y usar sistemas de corte por láser, plasma y chorro de agua.

Organización de grandes proyectos. Trabajar con enormes modelos y numerosos

equipos.

Compatibilidad con la mayoría de programas de diseño, dibujo, CAM, ingeniería,

prototipado, análisis, renderizado, animación e ilustración.

Lectura y reparación de archivos. Reparar implicados archivos IGES y archivos de mallas.

Conexión directa. Compatibilidad con varios brazos digitalizadores 3D, escáneres 3D e

impresoras 3D.

Personalización. Las herramientas de fácil uso permiten ajustar Rhino a sus necesidades

específicas.

Curva de aprendizaje corta. Céntrese en el diseño y en la visualización sin distraerse con

el aprendizaje del software.

Velocidad. Incluso en un ordenador portátil común, Rhino es rápido. No se necesita

ningún hardware especial.

Asequible. Hardware común. Fácil de aprender. Precio equiparable al de otros

programas de Windows. Sin cuotas de mantenimiento. Soporte en todo el mundo

incluido.

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FASES DEL DISEÑO INDUSTRIAL

A la hora de diseñar un nuevo producto es necesario seguir una serie de pautas para ir

evolucionando adecuadamente y tener en cuenta todos aspectos importantes con

relación al producto, a la empresa, las necesidades del usuario, aspectos técnicos,...

A. FASE PREVIA

La realización de un nuevo producto surge como consecuencia de una necesidad

existente en el mercado.

En esta primera fase se redacta el pliego de condiciones donde se especifica:

1. definición del proyecto

2. objetivos del proyecto

3. información y antecedentes

4. mercado y usuarios

5. especificaciones

6. fases del proyecto

7. presupuesto y tabla de tiempos

Normalmente el pliego de condiciones lo proporciona la empresa para la cual se va a

diseñar.

B. FASE DE INFORMACIÓN

Para conocer el producto sobre el cual se va a diseñar hay que realizar una búsqueda de

documentación /información sobre:

- el producto

- su mercado

- la empresa

- los usuarios

Y una búsqueda de ideas por medio de análisis:

- estructura de producto

- funcional y formal

- ergonómico

- análisis de uso

- análisis de valor

- del ciclo de vida

Con ellos se encuentran puntos débiles y fuertes en la competencia, posibilidades de

innovación o intuir posibles soluciones de mejora.

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C. FASE DE DESARROLLO

En esta tercera fase se realizan la mayoría de las actividades de diseño de detalle y de desarrollo del producto, así como de los procesos productivos necesarios para la fabricación y posterior lanzamiento al mercado. En muchas ocasiones, de forma paralela o simultánea, comienza la cuarta fase (Pruebas y evaluación), en la que se realizan las pruebas y evaluación correspondiente a los diseños resultantes, para lo cual se procede a la fabricación de prototipos y a la simulación del proceso de fabricación, tratando de detectar posibles deficiencias tanto del nuevo producto como de su proceso de fabricación. Posteriormente se procede a la realización de pruebas de mercado que permiten simular las condiciones reales de mercado, bien sea en un laboratorio (pretest de mercado) o bien en una pequeña zona del mercado al que se va a dirigir el producto (pruebas alfa de mercado), con objeto de seleccionar la estrategia de lanzamiento más adecuada y realizar una previsión de la cifra de ventas.

Generación de conceptos

Análisis de ideas

Documento de trabajo

Creatividad aplicada generación de bocetos

Análisis de esos bocetos

Elección del concepto más apropiado según las necesidades.

D. FASE DE APLICACIÓN

Si la evaluación realizada en la fase anterior es favorable, el producto pasa a la quinta

fase en la que se inicia la fabricación a gran escala; se produce el lanzamiento al

mercado del nuevo producto, su distribución inicial y las operaciones de apoyo al mismo.

El proceso de desarrollo descrito se realiza de forma iterativa hasta alcanzar el diseño más adecuado a las exigencias de los consumidores. En cada iteración se aprende sobre el problema a resolver y las alternativas existentes hasta que se converge al diseño final y se completan las especificaciones detalladas inicialmente. A este proceso iterativo se le conoce como Ciclo de diseño-fabricación-prueba o design-build-test cycle Gestión de la ejecución

Por último es necesario el seguimiento del trabajo terminado.

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3. PROCESO DE TRABAJO Es necesario establecer un esquema de trabajo para obtener un rendimiento óptimo y para entender perfectamente cuál es el procedimiento seguido desde el principio hasta el final. A continuación, se explican los pasos principales a seguir cronológicamente:

1. Realización de la maqueta de trabajo del producto tras la fase creativa y de diseño ya que la primera actividad se va a basar en la captura de superficies de ese objeto.

2. Reconstrucción del modelo de 3D con la mayor calidad posible con ScanStudio

3. Exportación del archivo .OBJ a Rhinoceros.

4. Trabajar con Rhinoceros para reparar las mallas del modelo 3D y remodelar mediantes sustitución de superficies. Gráficamente:

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3.1 FASE INICIAL

3.1.1 FASES DE DISEÑO

3.1.1.1 FASE DE DOCUMENTACIÓN

Definiciones:

LOS BASTONES DE SENDERISMO son un instrumento en forma que nos ayuden a vencer

la resistencia del terreno. El bastón no solamente es un punto de apoyo y sujeción para

ascender y desplazarnos más rápidamente, sino que aumentará la quema de calorías

maximizando la incidencia del ejercicio.

El uso de bastones esconde aún muchas bondades para la mejora del rendimiento y

seguridad del deportista de montaña. Veamos algunas de ellas:

1.- Mejora del equilibrio.

Mediante la manipulación coordinada de los bastones con cada paso del excursionista

se consigue un mejor balance al desplazarse sobre cuatro puntos de apoyo.

2.- Evitar lesiones en rodillas y tobillos.

Al transferir parte de la carga que recibe el tren inferior (piernas) a el tren superior

(brazos) la presión ejercida sobre las cápsulas articulares en rodillas y tobillos se reduce

sensiblemente, esta transferencia se hace más importante cuando se carga una mochila

y se magnifica el esfuerzo a las rodillas y tobillos por efecto de gravedad durante un

prolongado descenso. El uso de bastones minimiza también la posibilidad de tener un

esguince en tobillos o disminuir la gravedad del mismo en caso de que llegue a ocurrir.

3.- Seguridad en la Montaña

El uso de bastones pueden ayudar a evitar alguna lesión por fatiga o accidente, en caso

de tener ya una lesión también pueden ayudar a salir de la montaña usando los

bastones como medio de apoyo

4.- Mejora del rendimiento,

En ascensos prolongados y exigentes se distribuye la carga de trabajo de los cuádriceps y

gemelos de las piernas hacia los músculos pectorales y de los brazos, por lo que la carga

de trabajo y el gasto energético se traduce en una mejor administración por mayor

número de grupos musculares, de esta forma prácticamente vamos caminando sobre

cuatro extremidades.

Un PODÓMETRO (también conocido como pedómetro) es un aparato empleado para

medir el número de pasos, y que indirectamente puede servir para

medir distancia, velocidad y cadencia del caminar de una persona. La utilización del

podómetro contribuye a mejorar la actividad física y por consiguiente el estado físico

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20

INFORMACIÓN GENERAL Y ASPECTOS A TENER EN CUENTA:

Tipos, características, elementos y uso

En la actualidad, la mayoría de bastones disponibles en las tiendas especializadas son telescópicos, compuestos por dos o tres tramos o piezas que nos permiten recogerlos completamente en una sola, para ser transportados cómodamente en la mochila, y también graduar la altura del bastón para permitir acoplar correctamente la postura al tipo de terreno por el que transitamos (se puede recoger algo si se asciende y alargar cuando si se desciende). Normalmente, se interactúa con el bastón, para su bloqueo y desbloqueo, haciendo girar los diferentes tramos de los que consta. Se debe estar bien seguro de aplicar la suficiente fuerza en los diferentes tramos a la hora de ajustar y bloquear la longitud deseada, sin pasarse tampoco, para evitar que cuando se realice un fuerte apoyo sobre el bastón éste no se afloje y se recoja produciéndonos de inmediato una caída o pérdida del equilibrio. Habrá que probar su fiabilidad siempre antes de iniciar la marcha. A simple vista, un bastón telescópico parece muy frágil, y en cierta medida es así. Si se realiza de forma correcta los apoyos, por fuertes que éstos sean o por peso que ellos impliquen, será prácticamente imposible que se partan o se doblen. En cambio, si se realiza mal algún apoyo, se da un golpe, se pisa, se cuela en un agujero entre dos piedras y se hace palanca sin querer, las probabilidades de que sufra algún daño serán muy altas.

Dos elementos muy importantes de un bastón, que se debe tener muy presentes a la hora de la elección, son la punta final y la empuñadura.

De la punta final dependerá en gran medida la vida de un bastón. Esta es la que apoya en el terreno y es la que sufre un mayor trabajo. Para evitar que sufra un prematuro desgaste o que se rompa a las primeras de cambio se debe elegir aquellos bastones que incorporen una punta de un material altamente resistente, como widia o tungsteno/carbono. Se debe también prestar atención a la prestación de una cierta flexibilidad. Algunas puntas no se partirán hasta que no se supere un cierto grado de flexibilidad. Esto es muy útil en montaña puesto que muchas veces se quedará atascado el bastón en una pedrera con el consiguiente efecto palanca que se produce al intentar seguir progresando con él.

Como ya se ha indicado, se también prestar especial atención a la empuñadura del bastón. Puesto que es el elemento que estará en contacto con las manos durante varias horas es fundamental que sea cómodo y no provoque sudoración. Se deberá huir de aquellas empuñaduras que presenten diseños muy agresivos. Lo mejor es tender a la simplicidad tanto en la forma de los agarres como en el diseño. Ha que tener en cuenta también el material del que esté hecha, evitando aquellas realizadas de goma y sin ningún tipo de sistema que permita la ventilación de las manos (sistemas formados por agujeros o grietas practicadas en el propio material de la empuñadura). El mejor material para la empuñadura es el corcho puesto que éste evita la producción de

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sudoración en las manos. Algunas empuñaduras vendrán además recubiertas de espuma.

Un bastón se usa para todo tipo de terreno (exceptuando terreno de trepada), incluida la nieve (solo hasta una cierta inclinación de la pendiente y si la nieve no está muy dura o es hielo). Incluyen cerca de la punta una roseta, que se enrosca o introduce a presión, cuya función principal es evitar que el bastón se hunda más de lo necesario en terrenos blandos como los formados por arenas, barro y nieve. Es muy recomendable llevar siempre la roseta puesta en el bastón para no llevarse un susto cuando no se espere y se hunda el bastón más de lo normal haciendo perder el equilibrio. Sí se podrá quitarla cuando la ruta transite durante un largo trecho por pedreras y taludes formados por rocas de pequeño y mediano tamaño, puesto que aquí puede molestar al quedarse atascada entre las mismas. En terrenos sin nieve y no muy mojados son más efectivas las rosetas de menor diámetro mientras que en nieve a partir de un cierto espesor habrá que decantarse por un mayor diámetro ganando así mayor superficie de apoyo para evitar el hundimiento. Partes de un bastón:

Roscas de fijación: • Ensambladas a los distintos tramos del palo telescópicos • Fijan las diferentes longitudes de los tramos según las necesidades del usuario. • Se aprieta y se aflojan para realizar cambios de longitud mediante rosca.

Rosetas:

• para evitar que el bastón se sumerja en superficies nevadas o fangosas • según su diametro tienen diferentes usos:

las rosetas de diametro peque se utilizan para caminar en terrenos secos ya que permiten un mayor ángulo de ataque

Mango

Palo telescópico

de 3 tramos

Roscas de fijación

Punta

Roseta

Dragonera

Regatón

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las rosetas de diámetro grande para suelos húmedos.

Regatón:

• disipa los esfuerzos de palanca generados cuando las puntas se atascan

ligeramente en el terreno.

• Ensamblada al tubo de aluminio mediante presión

• Son intercambiables.

Dragonera: Según las necesidades y gustos del usuario para conseguir un mejor agarre

de la empuñadura.

Punta: Hay regatones de punta moleteada, punta redonda y cóncava. Estos últimos son

de mayor eficacia a la tracción sobre pequeñas rugosidades en la roca, es decir, no se

resbalan al apoyarlos en la mayor parte de las superficies

3.1.1.2 FASE CREATIVA Y DE DESARROLLO

Tras haber realizado la fase búsqueda de información se comienza el proceso de diseño

buscando nuevas ideas creativas para obtener un nuevo producto que cumpla con esas

necesidades para las cuales se está diseñando. En este paso plasmamos estas primeras

ideas que se nos ocurren en papel mediante bocetos aproximados sobre:

- la forma que va a tener

- el número de piezas del que se va a componer

- apariencia estética

- disposición de los diferentes elementos

- ensamblaje de las piezas

- funcionamiento del producto

Esta primera fase de bocetación se realiza en todos los proyectos de diseño o rediseño

de un producto ya que ayudan a orientar hacia dónde va ir dirigido más o menos y

continuar el trabajo sobre esa línea.

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23

DEFINICIÓN DE LA IDEA DEL NUEVO PRODUCTO

Se trata de un rediseño de un bastón de senderismo que incorpora nuevas funciones

gracias a un aparato electrónico que informa al usuario sobre la hora, fecha, cronómetro,

cuenta kilómetros, cuenta kilocalorías consumidas, temperatura y altitud.

Este nuevo diseño presenta una gran ventaja muy interesante respecto a los bastones

convencionales:

Permite unificar dos productos en uno, lo cual le permite una mayor comodidad y

facilidad de manejo al usuario durante esta actividad de ocio, ya que el podómetro, un

dispositivo muy utilizado en el senderismo, ya no lo tendrá que llevar en los bolsillos o

colgado del cinturón,… Siempre lo va a tener disponible con solo mover un dedo, en vez

de tener que dejar otros utensilios para buscarlo y además permite una visualización de

la información con tan solo una mirada hacia abajo a la vez que va caminando.

BOCETOS Y DESARROLLO

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25

El primer planteamiento al tener la idea de este producto fue dónde colocar el dispositivo de manera que el usuario pudiera utilizarlo de forma

sencilla y cómoda y que a su vez pudiera visualizar la pantalla a la vez que caminaba por lo que el sitio más idóneo era la parte superior del mando ya que es la única zona que el senderista ve completamente con solo girar un poco la cabeza hacia abajo. El segundo problema fue como colocar el dispositivo de manera que todo el mango quedara bien ensamblado y que fuera lo más estanco posible quedando la forma de la siguiente manera: Para la fabricación del mango es necesario dividir esta pieza en dos y la mejor manera es transversalmente 1.¿cómo ensamblar las dos carcasas?

- La primera idea fue colocar un tornillo debajo del dispositivo en centro de manera que la mitad de cada rosca estaba cada una de las carcasas y a la vez roscarlo al palo para fijarlo todo.

Problemas de esta solución: - El conjunto no quedaba bien ensamblado - el palo tendería a moverse ya el apoyo y el agarre eran insuficientes.

1.1 Solución: - Hacer pasar dos tornillos en la dirección de las fechas usando unos tetones

aunque la cabeza de estos fueran visibles al exterior, pero así se conseguía una mejor fijación.

2. El palo seguía siendo un poco inestable, y con el esfuerzo y los movimientos al ser usando éste se iba a desplazar haciendo que el producto fuese inseguro y que la vida útil se redujese. 2.2 Solución: Colocar varios nervios en la dirección de desmoldeo de las carcasas donde se apoyase el tubo de aluminio de manera que no tuviese ninguna dirección libre hacia donde desplazarse.

Al tener el producto un dispositivo electrónico es necesaria una fuente de alimentación,

en este caso una pila. El mejor lugar compartimento de ésta es en la carcasa superior

para facilitar su intercambio cuando se agote sin necesidad de desmontar todo el

conjunto.

En un principio diseñe una tapa deslizante pero podría abrirse fácilmente con algún roce

o movimiento brusco ya que este producto está expuesto a ello. Por esta razón ya tener

una pila redonda lo mejor es una tapa roscada.

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26

Para que el del dispositivo quedase protegido y a su vez la pantalla en el

exterior fue necesario diseñar una carcasa para colocarla en parte superior

del mango.

Mejoras para conseguir una mayor firmeza: colocar una pestaña en el borde de la

carcasa superior y una ranura en las carcasas laterales para encajar todas las piezas.

ACABADOS:

Para tapar las cabezas de los tornillos he decidido colocar unas solapas de goma con

textura rugosa para conseguir un mejor agarre por parte del usuario y conseguir un

mejor aspecto exterior.

El menú de los diferentes parámetros que muestra el dispositivo electrónico se realizan

mediante serigrafía.

3.1.2 REALIZACIÓN DE LA MAQUETA

Una maqueta es la reproducción física "a escala", en tres dimensiones, por lo general, en

tamaño reducido, de algo real o ficticio.

Va ser una etapa dentro del proceso de diseño. Mediante diferentes máquinas

herramientas y materiales se conforma la forma que va a tener el producto.

Para el trabajo de ingeniería inversa que se va a realizar, las maquetas van a ser un

punto importante a tener en cuenta ya que una buena aproximación al diseño que

queramos elaborar va a conllevar un trabajo informático menor.

El mango del bastón de senderismo diseñado tiene formas curvilíneas y cilíndricas y

además sus carcasas no son simétricas. Por ello el posterior modelado resultará más

fácil si partimos de un objeto compacto de referencia que tenga esas mismas formas, de

manera que se fabrica una maqueta orientativa del producto final para luego a partir de

él desarrollarlo completamente pieza por pieza.

La realización de la maqueta del producto fue un trabajo complicado debido a la gran

cantidad de curvas y a la forma tan ergonómica del mango.

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Materiales utilizados

Macizo de madera

Varilla de madera de 18 y 14 mm de diámetro

Forro adhesivo transparente

Papel impreso con la apariencia de la pantalla

Plástico con ventosas antideslizante para bañeras

Punta de pistola de silicona

Punta de un enchufe

Tapa de una silla

PVC de 1 mm de espesor

Espray de pintura: negro, azul turquesa y planteado

Pasta de viruta de madera

Herramientas utilizadas

Lijadora

Papel de lija

Pegamento cianocrilato instantáneo

Cúter y tijeras

Sierra de marquetería

Ordenador

FABRICACIÓN

Preparación de los materiales: se decidió hacerla de madera maciza blanda porque es

un material que se puede moldear lijando poco a poco hasta conseguir la forma deseada

aproximadamente.

Para que el trabajo fuera más sencillo, debido a que en la parte superior presenta curvas

fuertes, se dividió el mango en dos:

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28

1. Se lijo cada parte por separado con la máquina lijadora las zonas que más había que

desbastar y con la dremel las zonas donde había que tener más cuidado y para ultimar

hasta conseguir la forma deseada.

2. Hacer un agujero con el taladro para luego meter el palo telescópico.

3. Una vez terminadas ambas partes, unirlas con cola.

4. Para conseguir que el mango pareciera de una sola pieza se uso pasta de viruta de

madera para tapar las grietas que quedaban entre ambas parte. Una vez endurecida

lijarla con papel de lija para obtener una superficie lisa, con la forma deseada y única.

5. Posteriormente, la pieza se pinto con espray negro.

6. Mientras se secaba se prepararon las zonas de agarre antideslizantes. Para ello se

recortó la alfombra con la forma deseada que quería poner el mango de manera que

resultara cómodo para el usuario durante la utilización del bastón, que realizara su

función de mejor agarre y además consiguiendo una buena estética y adecuada.

Se recortó las ventosas para evitar que el plástico quedara levantado y se pintó con

spray azul turquesa. Posteriormente se pegó con cianocrilato instantáneo sobre la

madera.

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7. Los botones se hicieron con PVC de un milímetro de espesor

dibujando sobre la superficie la forma y recortándolos. Posteriormente se

pintaron y se pegaron.

8. La pantalla esta realizada con PowerPoint, se imprimió y se pegó en la superficie

superior del mango con forro adhesivo transparente consiguiendo así un poco de brillo y

una imagen más realista.

9. Por otro lado, el palo telescópico se hizo con dos varillas cilíndricas de madera de 18 y

14 mm de diámetro unidos mediante cola. En el paso de un cilindro a otro se ha

colocado la tapa de la pata de la silla como dispositivo de rosca para fijar la longitud de

los tramos del bastón. De la manera que está colocado cada elemento parece que el

tramo medio está recogido y el último que esta medio extendido.

El regatón se ha simulado con la punta de una pistola de silicona y pintándolo de negro y

la punta de tungsteno con la punta de un enchufe.

Nota: Este último paso se ha realizado para como quedaría mas o menos el producto

completo pero para el trabajo de escaneo no va a ser necesario.

IMAGENES FINALES DE LA MAQUETA

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30

3.2 TRABAJO CON SCANSTUDIO

3.2.1 PREPARACIÓN DEL ESPACIO DE TRABAJO

3.2.1.1 INSTALACIÓN

Lo primero de todo es instalar el software NextEngine ScanStudio Core descargando la

última versión de www.nextengine.com, donde para acceder al apartado de downloads

es necesario identificarse introduciendo el email y el password (atención: coger el

software correcto según el escáner)

Actualmente la versión que hay disponible es la 1.7.3, apta para Windows 7. Su

instalación no genera ningún problema como ocurría en algunas ocasiones con Windows

Vista.

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Para que la instalación se complete y pueda abrirse el programa es necesario conectar el

escáner a la corriente eléctrica y al ordenador por medio del puerto USB.

Al abrir el programa, automáticamente te pedirá que actives el producto. Para ello es

necesario introducir el correo electrónico y el password y enviar.

Y por último en la nueva pantalla que se abre, hacer click en ON para activar la licencia.

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32

3.2.1.2 ENTORNO

Lo primero que hay que tener en cuenta que se necesita un amplia zona de trabajo ya

que el equipo con el que se va a trabajar consta de varios elementos y necesita un

espacio determinado.

Una vez realizado los pasos anteriores queda únicamente montar el posicionador y

conectarlo al escáner.

3.2.1.3 ESQUEMA DE TRABAJO

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33

3.2.2 PREPARACIÓN DE LA MAQUETA

La maqueta realizada anteriormente ha servido para representar el nuevo diseño del

bastón de senderismo. Cuanto más aproximada sea la maqueta al producto real y

menos defectos de superficies tenga, menos trabajo informático va a conllevar. Además

es necesario tratarlas antes de iniciar el proceso de escaneado ya que la calidad de éste

dependerá de muchos factores que seguidamente se explicará.

REQUISITOS

Aproximación de la maqueta al producto real

Evitar defectos superficiales.

Hay que realizar un tratamiento antes de iniciar el proceso de escaneado

MAYOR CALIDAD DEL OBJETO O MAQUETA

MENOR TRABAJO INFORMÁTICO

PASOS A REALIZAR

1. Aproximar la forma de la maqueta si hay alguna superficie que no está

conseguida completamente.

El objeto que realmente interesa escanear es el mango ya que es la forma

principal. Los elementos como la zona de agarre, la pantalla, los botones, … se

modelaran posteriormente con un software de diseño 3D.

Por lo tanto en primer lugar, se quitaran todos estos los elementos adicionales

para obtener el macizo de madera.

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34

• La forma de la parte superior es demasiado brusca:

colocar plastilina para dar una forma más continua al mango ya que al

realizar la maqueta no se ha conseguido perfectamente.

2. Eliminar defectos de la superficie.

Defectos:

Restos de pegamento en la superficie: al despegar los botones y las zonas de

agarre parte del pegamento queda adherido a la madera. Por tanto es necesario

eliminarlo antes de escanear para evitar defectos en el mallado.

Para ello con un cúter se eliminan las zonas donde haya mucha cantidad de

cianocrilato con cuidado de no levantar la madera para evitar hendiduras.

Posteriormente, se lijan las zonas donde se haya pasado el cúter para dejar la

superficie lisa y eliminar los posibles restos que hayan quedado.

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35

3. Aplicar tratamiento para eliminar brillantez o transparencias.

Los brillos de las superficies de la maqueta es un factor muy importante a tratar

a la hora de escanear ya que los láser reflejan en esas zonas y objeto no se

escanea correctamente quedando grandes zonas vacías que dificultan gran

cantidad su posterior tratamiento.

Al estar pintada con espray negro tienen zonas de brillo, por lo que una manera

de conseguir una superficie mas mate disminuyendo los reflejos es:

• Lijar toda la superficie para quitar la pintura y disminuir el brillo.

• Aplicar polvos de talco sobre ella con un pulverizador para tapar los

posibles brillos que queden

4. Estimar en cuantas posiciones y orientaciones vamos a tener que escanear

nuestra maqueta.

Tras haber hecho una primera valoración, se puede estimar que para escanear el

objeto son necesarias dos posiciones y como mínimo 5 orientaciones aunque se

realizan algunas mas para evitar que alguna zona curvilínea se quede sin

escanear.

• Posiciones: Recto y tumbado sobre una caja para que las superficies

estén en posición perpendicular al láser de captura.

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Recto Tumbado sobre objetos

Orientaciones: 8 en cada posición para obtener información de todos los puntos

del objeto correctamente.

Nota: cuanto más complejas son las superficies del objeto a escanear, serán

necesarias mas posiciones y orientaciones para obtener un modelo 3D completo

con todo tipo de detalles que sean relevantes en el objeto.

5. Marcar los puntos de referencia con los rotuladores, para el posterior

alineamiento en ScanStudio.

Por último es necesario marcar los puntos de referencia para hacer el alineamiento

en el software del escáner y obtener el modelo completo uniendo cada una de las

exploraciones realizadas en cada orientación.

Para ello se ha utilizado los rotuladores poster-paint en blanco y rojo. En cada cara

se ha marcado cuatro puntos y en las zonas relevantes con una totalidad de 22

(puede que todos ellos no sean necesarios).

El objeto ya está listo para el escaneado.

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37

3.2.3 HERRAMIENTAS DE SCANSTUDIO

ScanStudio es el programa que se va a utilizar para la obtención 3D del

objeto con escáner NextEngine.

La versión Standard de cual se dispone para la realización de este proyecto, ofrece

principalmente cinco funciones básicas, que son:

Escanear

Alinear

Recortar

Tratamiento

Exportación para seguir trabajando con otro software de modelado 3D.

A continuación se van a explicar detalladamente cada una de ellas.

3.2.2.1 ESCANEAR

Es el proceso mediante el cual el escáner analiza un objeto físico para reunir los datos de

su forma y posiblemente color.

Estos datos son visualizados en la pantalla del ordenador gracias al propio software del

escáner y la calidad y características del modelo 3D va a depender principalmente de los

ajustes de una serie de parámetros.

Estos son:

• Tipo de exploración

• Precisión

• Velocidad

• Acabado

• Procesamiento

• Autoalineamiento

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1. TIPO DE EXPLORACIÓN

Nº de escaneos en los 360º:

SCAN: seleccionar el tipo de escaneo que se quiere realizar entre las tres opciones que

se ofrecen:

• 360º: autoposicionador gira los grados necesarios para realizar el número de

exploraciones que se establezcan mientras que da la vuelta completa.

• Bracket: se realizan varias exploraciones seguidas según el ángulo que el

usuario establezca.

• Single: se realiza una sola exploración en una posición concreta. Ésta se utiliza

principalmente para detalles.

Elegimos escanear en los 360º 8 divisiones, es decir, cada 45º una exploración. Con 5

podría ser suficiente pero de esta manera evitamos dejarnos cualquier detalle.

2. PRECISIÓN

Es la distancia y la resolución a utilizar.

Hay dos posibilidades:

Macro (o,oo5´´):para capturar objetos hasta el mínimo detalle. Hablaríamos de un tamaño ydetalle aproximado al de un teléfono móvil.

Distancia ideal de Macro: 165 mm (6,5”)

Rango de distancia del Macro: 130-230 mm (5-9”)

Wide (0,016´´): es un formato destinado a la colocación de objetos más grandes deltamaño de una caja de zapatos.

Distancia ideal de Wide: 460 mm (17”)

Rango de distancia de Macro:380-560 mm (15-22”

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39

En nuestro caso elegiremos Wide ya que el mango tiene unas

dimensiones más o menos grandes en relación a las medidas que se pueden

escanear. Si eligiéramos Macro debería escanearse desde muy cerca y aunque el nivel de

precesión es mayor serían necesarios muchos escaneados para conseguir el objeto por

completo. Si se tratara de un producto muy complejo sí que sería necesario realizarlo de

esta manera.

3. VELOCIDAD

Es la velocidad expresada en segundos que se emplea para realizan una exploración.

El software ofrece tres velocidades diferentes:

Estándar: para objetos que tienen con una complejidad media o para

conseguir detalles.

Quick: para realizar escaneos rápidos para pruebas superficies sencillas,…

Fine: para objetos de gran complejidad y para conseguir todo tipo de

detalles.

Se va a utlizar Standar ya que la forma no es demasiado compleja ni tampoco tiene gran

cantidad de detalle. Además este modelo a ser tratado posteriormente y por tanto el

modelado obtenido únicamente se va a servir como referencia.

(Si el fin del modelado escaneado fuera para un posterior prototipado rápido podría

utilizarse Fine ya que las mallas de las superficies presentan mayor calidad)

4. ACABADO

Surface: Dependiendo del tipo de material escaneado elegiremos un valor mas

oscuro o mas claro.

Finish: Además también ofrece la posibilidad de dar un acabado brillante o mate.

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En este caso 50% con relación al color ya que la mayor parte es negro

pero la parte tratada con plastilina y es naranja y las zonas lijadas para

quitar el brillo de la pintura.

En el acabado marcaremos Shiny por si hay algún reflejo.

5. PROCESAMIENTO

Triangle Size (tamaño del triángulo): se refiere al tamaño del triángulo de la

malla, cuanto más pequeño sea mas precisión tendrá el mallado y por

consiguiente el tamaño del fichero también será mayor.

Smoothing (alisado): es el nivel de alisado de la superficie que se quiere

conseguir.

En nuestro caso elegiremos el menor tamaño de triangulo de mallado para un mejor

tratamiento posterior y el nivel 3 de alisado ya que es el que sale por defecto.

6. ALINEAMIENTO AUTOMÁTICO

Una vez realizado el escaneado hay que alinear y juntar las partes captadas y para hacer

esta tarea más fácilmente marcaremos AutoAlign.

La autoalineación usa la información del plato giratorio para colocar las exploraciones

relativamente cerca. Se realizaran alineaciones exactas y precisas teniendo en cuenta la

posición relativa de la última alineación.

Por último, hay que pulsar el botón SCAN para

comenzar el escaneo según los parámetros

elegidos.

Para detenerlo STOP

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41

3.2.2.2 ALINEAR

Con el escaneo se consigue un número determinado de exploraciones planas según se

ha establecido en los ajustes del apartado anterior en cada posición.

Estas exploraciones realizadas en los 360º hay que unirlas para así conseguir el modelo

3D. Y posteriormente unir todas las familias en el caso que sea necesario.

Por lo tanto, esta herramienta permite unificar tanto las exploraciones individuales

dentro de una familia, como varias familias ya alineadas para conseguir el objeto

completo.

Para facilitar esta función se han hecho los puntos con el rotulador en la maqueta.

En nuestro caso tendremos dos familias A y B, dos exploraciones con 8 orientaciones

cada una (es decir, las 8 divisiones en los 360º que hemos establecido en la pantalla de

ajustes de SCAN).

Las familias escaneadas salen representadas en la barra de herramientas de la parte

inferior.

Al hacer doble click sobre cada una de ellas se abre y salen representados cada uno de

las 8 exploraciones.

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42

Comenzaremos alineando la familia A. Para ello la abriremos y

pulsaremos el botón Align situado en la barra de herramientas de la parte

superior.

Y se abrirá la siguiente pantalla:

Los círculos rojos, amarillos y azules situados en las esquina superior derecha de ambos

lados son los PINS:

Sirven para unir las dos exploraciones o dos familias que aparecen en la pantalla a partir

del punto donde se coloquen.

Dependiendo del caso, se van a necesitar un número diferentes de pins:

Para las exploraciones individuales dentro de una familia: 1 PIN.

Para alinear dos familias: 3 PINS

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43

PROCEDIMIENTO PARA ALINEAR

1. Coger un pin en la pantalla de la derecha y colocarlo sobre uno de los puntos

marcados con rotulador.

2. Inmediatamente se abre un zoom de la zona a donde se ha arrastrado para colocarlo

con más precisión

3. En la pantalla de la izquierda, se coge el pin del mismo color y se arrastra hacia al

mismo punto donde se ha colocado anteriormente

4. Pulsar Attach Scans en la barra de herramientas amarilla.

Alineamiento de exploraciones: al colocar 1 pin se unen todas las demás

automáticamente formando la familia

Alineamiento de familias: al colocar 3 pins se unen ambas familias.

En este caso colocamos el pin rojo en el punto marcado con el número 13 que es común

tanto en la derecha como en la izquierda y en la familia A y en la B. Seguidamente

haremos lo mismo en la pantalla de la derecha.

Nota: es imprescindible coger el mismo pin en ambos lados de la pantalla y colocarlos

en el mismo.

La primera imagen corresponde a la familia A y la segunda a la B.

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El resultado es el siguiente:

Al alinear dos exploraciones individuales, el software une todas las demás

automáticamente debido a la información captada del plato giratorio.

El siguiente paso es alinear ambas familias para obtener el modelo por completo. El

procedimiento es el mismo que el utilizado para las alinear las exploraciones de una

familia pero con la diferencia que hay que colocar los 3 pines.

Nota: colocar el pin del cada color en el mismo punto tanto en la familia A como en la B,

por lo tanto se deben 3 puntos comunes a ambas.

Este paso está hecho después de Recortar, que es el que se explica a continuación

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Finalmente el resultado es el siguiente:

3.2.2.3 RECORTAR

Al escanear un objeto, no solo aparece en la pantalla lo que se quiere escanear, sino

también todos elementos posicionadores que se han utilizado e incluso el fondo.

Por ello el siguiente paso es eliminar las superficies creadas de estos elementos

adicionales y trabajar solo con las superficies que realmente interesan.

1. Pulsamos el botón Trim.

2. Aparece la siguiente barra de herramientas:

3. Seleccionar el área que se quiera eliminar.

Para hacer más sencillo la selección del área que se quiere desechar activaremos el

modo de visualización de sombreado. Con el cual el fondo sale en blanco, los objetos en

negro y lo seleccionado en rojo.

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Nota: Cuando la cantidad de información de datos es muy alta en una familia debido a

que se han hecho muchas divisiones, el proceso de selección puede ser muy lento. Para

evitar esto se pueden ir sacando individualmente cada una de las divisiones de la zona

verde a la azul y realizar el recorte solo en esa división. Una vez que se haya terminado

volver a arrastrarla a zona verde para que siga perteneciendo a la familia y este alineada.

Finalmente las dos familias quedan de la siguiente manera:

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3.2.2.4 TRATAMIENTO

Es muy difícil que al escanear y al alinear el modelo quede perfecto. La mayoría de las veces van a aparecer algunos agujeros, mallas superpuestas, arrugas, aristas bruscas... que posteriormente será necesario reducir estos defectos con el mismo software en la medida de lo posible o con otro externo de modelado 3D.

A continuación se muestran imágenes de estos DEFECTOS EN LA MALLA:

En la imagen de la izquierda observamos pequeños agujeros en una zona donde la curva

es de 90º en un espacio muy pequeño.

En la derecha se pueden apreciar una gran cantidad de ondulaciones en la superficie

superior. Esto puede deberse a las betas de la madera y a irregularidades a causa de la

pintura ya que puede haber algunos grumos. Esto también lo podemos ver en el mango:

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En esta imagen se puede apreciar dos agujeros en la superficie lateral. Probablemente

sean consecuencia de algún brillo que ha impedido que el laser haya tomado la

información de esos puntos.

Todos estos errores pueden ser corregidos en gran parte gracias a una serie de

herramientas del propio software del escaner:

La primera de ellas permite unificar las mallas del los escaneaos alineados y eliminar las

zonas superpuestas creando así un mallado único y continuo.

Y la segunda consta de tres funciones principalmente:

• Rellenar (fill)

• Pulir (Buff)

• Simplificar (simplify

A continuación, se detallan y se ponen en práctica cada una de ellas.

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FUSE:

Esta herramienta permite unificar las mallas del los escaneaos alineados y eliminar las

zonas superpuestas creando así un mallado único y continuo. Además permite elegir una

tolerancia de fusión entre 0´´ y 0,20´´ para simplificar la malla reduciendo el número de

triángulos en las zonas lisas, mientras que en las zonas donde hay complejidad y gran

cantidad de contornos no. Como consecuencia de esta simplificación de la malla también

s e reduce el tamaño del archivo. Se dice que es por tanto una herramienta de

simplificado inteligente.

En los ajustes de esta opción permite modificar una serie de parámetros para conseguir los resultados deseados para rellenar agujeros creado una malla hermética.

Estos son: Barra de tolerancia

Elegir una tolerancia de fusión entre 0’’ y 20’’:

Valores --> simplifición del nº de triángulos y por tanto tamaño del archivo

Es recomendable colocar lo barra de tolerancias en valores muy pequeños no superando

el 0.003 para conseguir resultados óptimos.

En cuanto al cuadro de ajustes:

Hole filling slider controla el tamaño de la circunferencia máximo de los agujeros a rellenar. Toma valores entre 0 y 1,050 inch. Control de la mezcla de texturas (texture blending) para explicar las variaciones de brillo. Resolution ratio determina el nuevo promedio de vértice de longitud en la relación corriente. Valores menores que 1

disminuirán el tamaño del triángulo. Los valores mayores que 1 aumentarán el triángulo. La mejor opción es 0,9.

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50

Como no se sabía los efectos exactamente se iban a producir en el

modelo según los ajustes establecidos, se han realizado tres pruebas con

diferentes valores para continuar el trabajo con la más favorable:

--> PRUEBA 1

Tolerance: 0.0025´´ para conseguir buenos resultados en cuanto a la calidad de la malla y

a su vez reducirla un poco ya que trabajar constantemente con gran cantidad de

información puede ralentizar consideradamente los procesos.

Hole Filling: Elegimos un tamaño elevado como es 1 pulgada ya que hay una gran

cantidad de agujeros de tamaño considerable.

Texture Blending: 25

Resolution ratio: Como la forma no es demasiado compleja elegimos valor 1,2.

Como se puede observar en las imágenes anteriores, el modelo continua teniendo todos

defectos, por lo que es necesario modificar los ajustes para conseguir mejores acabados.

(51

51

-->PRUEBA 2

Los nuevos valores elegidos son:

Tolerancia= 0.0001’’

Hole Filling= 1 inches

Texture Blending= 10

Resolution radio=1.2

Un gran agujero en la parte trasera

del mango y grandes rugosidades

Los laterales del mango no tienen

ningún error.

Los bordes de la parte superior no tienen la forma

deseada ya que no están redondeados sino que se

han achaflanado.

Gran cantidad de arrugas y orificios debido las

diferentes mallas de las que está formado el modelo.

(52

52

Los laterales tienen ahora la forma y la textura deseada pero las demás

zonas siguen teniendo numerosos errores de importancia. Por ello se va a

seguir probando para intentar mantener esa parte que está bien y a su vez corregir las

que no lo están.

--> PRUEBA 3

Los nuevos valores elegidos son:

Tolerancia= 0.0001’’

Hole Filling= 1 inches

Texture Blending= 30

Resolution radio=1.2

Los resultados obtenidos son los siguientes:

La parte trasera presenta una serie de

rugosidades ya no tan marcadas como en

las pruebas anteriores. Además al fusionar,

tampoco ha aparecido ningún agujero en la

superficie.

Las partes laterales del mango continúan

sin ningún error de importancia.

Los borde de la parte superior no tienen la

forma redondeada suave que tiene el

modelo real.

La parte inferior tiene una gran cantidad

de arrugas notándose las diferentes

mallas de las que está formado el

modelo.

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53

CONCLUSIONES

Viendo los resultados de las diferentes pruebas realizadas, los mejores y los más

adecuados han sido los de la tercera prueba, por ello se va a continuar haciendo el

trabajo a partir de ese modelo ya que es difícil conseguir uno de mejor calidad. A

diferencia de las pruebas 1 y 2, la 3 no presenta ningún agujero en su superficie.

A parte de poder modificar los ajustes para conseguir diferentes efectos, el apartado

Fuse en la barra de herramientas ofrece otras posibilidades de fusión:

Fusión de Volumen (Volume Merge Scans): es una herramienta alternativa a

fusionar. Elimina la superposición de las exploraciones múltiples y las combina

en una malla única.

Para poder realizar esta opción es necesario cerciorarse de que la malla a utilizar

está en la sección verde de la barra de escaneados.

En el caso práctico que se está realizando, los defectos más importantes son los

bordes tan bruscos que hay en la parte inferior y las ondulaciones en la lateral.

La principal razón por la que han podido aparecer es por causa de la

(54

54

superposición de mallas de cada una de las exploraciones y que al

fusionarse no se han unido correctamente. Por lo tanto se va a probar estas

herramientas para comprobar si se consigue una malla mas continua y lisa.

Una vez que ha se ha seleccionado la función se abre una ventana de ajustes

donde hay que seleccionar el radio de resolución:

El valor más adecuado es 0,9. Valores menores que 1 generan triángulos más

pequeños que los originales mientras que valores mayores que la unidad

generan triángulos mayores lo que origina también una pérdida de detalle.

En el caso estudiado el resultado originado con esta herramienta es el siguiente:

(55

55

Como se puede apreciar en la imagen, aparecen una gran cantidad de

agujeros y además en la parte inferior de la imagen de la derecha, arrugas

de profundidad considerable que van a ser difíciles de tratar.

Por lo tanto, esta alternativa a la fusión normal no es adecuada para este caso

ya que empeora el modelo 3D por lo que desharemos y se continuara con el

modelo anterior.

POLISH:

ScanStudio proporciona tres herramientas para refinar y dar un mejor acabado del

modelo. Para usar Polish debemos asegurarnos, al igual que Fuse, de que trabajamos

sobre una superficie combinada, fusionada o simplemente escaneada.

Para entrar en esta opción basta con hacer click en Polish en la barra de herramientas

superior:

Las tres opciones que ofrece son:

Rellenar (fill): con esta herramienta se cierran los agujeros de la malla creando

un modelo hermético.

Pulir (Buff): reduce el ruido localizado de la malla que quizás aparece en la

superficie en forma de rugosidades donde el modelo debería ser liso. Usando

esta herramienta se consigue una superficie mas lisa en el área seleccionada.

Simplificar (Simplify): esta opción se puede usar en áreas lisas, sin rasgos

distintivos para reducir el número de triángulos, que a su vez disminuye el

tamaño de archivo.

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56

En primer lugar es necesario analizar el modelo que se conseguido hasta

el momento para utilizar las funciones necesarias según los defectos:

Imagen 2

Imagen 3 Imagen 3

Imagen1: zonas con muchas arrugas y hendiduras bastante profundas.

Imagen2: los laterales están lisos y con una malla continua y limpia.

Imagen3: los bordes son muy bruscos debido a las superposición de mallas de las

exploraciones.

Imagen 4: el borde de la zona superior tiene pequeñas ondulaciones.

Imagen 1

(57

57

En resumen:

- agujeros no tiene, sin contar el de la parte inferior al que no se le da demasiada

importancia ya que será con Rhino tratara. Por lo tanto la herramienta fill no se va a usar

por el momento.

- pero el mango virtual sí que se caracteriza por el gran número de

irregularidades que hay el mallado: ondulaciones, hendiduras, arrugas,... por lo que la

herramienta Buff va a servir de gran ayuda.

Seleccionar pues, Buff y aparecerá la siguiente barra de herramientas:

Al igual que en Trim (recortar) estas opciones sirven para seleccionar el área donde se

quiera aplicar, con que elegimos el tipo y el tamaño de pincel que mas interese y se

selecciona.

Posteriormente se abrirá la ventana de ajustes donde permite indicar los valores de

distintos parámetros como el método que se va a utilizar para pulir la malla, la cantidad

de alisado que se quiere conseguir, la desviación de la tolerancia, si se quiere obtener

bordes lisos y si se quiere mantener bordes.

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58

En este caso utilizaremos los siguientes valores:

Una vez visualizado el efecto de esta herramienta en el modelado se puede observar a simple vista unos buenos resultados en la superficie:

• Las arrugas de la parte trasera han desaparecido • Los bordes bruscos en la parte inferior continúan estando, que como ya se ha

comentado anteriormente se deben la superposición compleja de las mallas de las diferentes exploraciones.

Por ello se va a usar otra herramienta perteneciente al menú Fuse:

Fusión de Superficies (Surface Merge Scans (Blend)): esta opción ayuda a

combinar exploraciones diferentes y familias múltiples que han sido alineadas

juntas para allanar datos que se superponen.

Antes de Combinación Superficial: las exploraciones y las familias han de estar ya

alineadas y por tanto en la parte verde de la barra de herramientas inferior.

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59

Y aparece una nueva ventana de ajustes:

La barra Zipper Triangle Size permite indicar una mayor o menor colocación de

parches en los agujeros de la malla.

- hacia la derecha --> mayor número de parches y por tanto menos

agujeros, pero hay que tener en cuenta que si se coloca muy en el extremo

posiblemente los parches sean demasiado grandes.

- hacia la izquierda --> menor número de parches y por tanto más

agujeros.

En el caso del mango, no hay agujeros en la superficie grandes, quizás hay alguno

pequeño que no se ve a simple vista, por lo tanto situaremos la barra en la parte

de la izquierda en la segunda división.

Una vez aplicado los resultados son los siguientes:

Imagen 1 Imagen 2

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60

Imagen 3

En la imagen 1 y 3 se ve que la parte delantera y las laterales han quedado en muy

buenas condiciones con una superficie única y continua. Pero en la imagen 2 se puede

observar en la parte trasera que se han creado tres agujeros de tamaño considerable

como consecuencia de las arrugas que había. El programa ha intentado generar una

malla única pero en esa zona ha sido imposible debido a la complejidad del mallado de

cada una de las exploraciones y como consecuencia se han generado esos orificios.

El siguiente paso es pues eliminar los agujeros de la parte trasera. En la zona inferior se

puede observar que aun continúan pero estos no son necesarios repararlos ya que para

la reconstrucción posterior mediante sustitución de superficies no van a ser un gran

problema. Además, servirán como referencia para indicar el diámetro del agujero para

el palo telescópico.

Directamente el software detecta los agujeros de la malla y los selecciona en azul.

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61

Posteriormente hay que seleccionarlos con el puntero para indicar

cuáles son los agujeros que se quieren tapar ya que puede haber alguno

que sea de diseño y no sea un error y por último pulsar Fill.

Tras finalizar el proceso, observamos la zona donde estaban los orificios: los grandes

agujeros han desaparecido pero aún sigue quedando unos pequeñito. Por una razón

desconocida, esta pequeña grieta no desaparece y las ondulaciones tampoco.

Es muy difícil que con el software ScanStudio Core, el más básico de toda la colección, se

consiga un modelado perfecto y sin ningún error. Por esta razón, es muy común, que

después de haber trabajado para conseguir el mejor mallado posible con el programa

del propio escáner, este se exporte a otro software de trabajo 3D. Con él se puede hacer

modificaciones necesarias que no se han podido realizar mediante escaneo, reconstruir

el modelo utilizando las curvas principales, eliminar defectos que todavía permanezcan...

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62

Por último, para perfeccionar todo lo que se pueda la malla del modelo 3D, se va a utilizar la herramienta Limpiar Defectos (Clean Defects) del

menú Polish. Está dedicada al retoque final de la superficie, perfeccionando las zonas de intersección y errores de triángulos en la malla.

Y el resultado final es el siguiente:

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63

3.2.2.5 EXPORTACIÓN

Para poder trabajar con el mango virtual conseguido en ScanStudio en otro software 3D es necesario exportarlo con otra extensión que la admita ambos programas. ScanStudio nos ofrece una gran variedad tipos de archivos de los cuales lo mas importantes son:

.scn : es el archivo principal que maneja todas las exploraciones que van a constituir el modelo. Cuando se guarda un modelo en ScanStudio, se escribe como archivo .scn. Cuando se abre un modelo, se lanza un archivo .scn.

.jpg: es el archivo que contiene los datos de imagen creado en cada exploración durante el escaneo.

.raw: es el archivo creado en cada exploración que contiene los datos de la nube de puntos creados durante el pase de geometria.

La subcarpeta de Thumbnails contiene las imágenes de las exploraciones que se muestran en la barra de herramientas de la parte de abajo de la pantalla.

Un archivo NZIP (.zip) es un archivo comprimido que contiene archivos .scn y todos los demás relacionados con él. Es muy útil cuando se quiere desplazar un modelo de un ordenador a otro ya que asegura que incluye todos los archivos necesarios.

ScanStudio lo guardará automáticamente en el formato .scn y para cambiarlo basta con darle a Guardar como y elegir el formato deseado.

En nuestro caso, se va a trabajar con el Rhinoceros. Como vemos en la imagen anterior,

el archivo se puede exportar como archivo STL, VRML, OBJ y XYZ y todos ellos Rhino los

reconoce aunque el formato más adecuado es .OBJ.

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64

3.3 TRABAJO CON RHINOCEROS

3.3.1 INTRODUCCIÓN

Uno de los principales fines para los que se usan los modelos 3D digitales es para el

PROTOTIPADO RÁPIDO.

Permite transformar un modelo 3D en un objeto sólido real.

STL es el formato estándar

Las máquinas de estereolitografía requieren que el archivo STL sea una malla

hermética, Rhino proporciona herramientas para reparar las mallas y eliminar los

agujeros.

Rhinoceros V4 tiene un módulo dedicado para este tipo de trabajo con el que

seguidamente se trabajara y se explicará detalladamente.

Pero también se puede emplear para otras finalidades como es el DESARROLLO DE

PRODUCTO:

A partir del modelo escaneado se puede usar como referencia para crear nuevas

superficies y a partir de ahí realizar modificaciones y conseguir las piezas de las que se

compone el producto. De esta manera se realizan fases avanzadas del diseño de un

producto como es ensamblaje, procesos de fabricación,…

En este proyecto se harán pero no de una manera muy exhaustiva ya que la finalidad

es enseñar el procedimiento de trabajo, no de hacer un producto completo listo para

su fabricación.

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65

3.3.2 PREPARACIÓN DEL SOFTWARE.

Las opciones de visualización avanzada facilitan la localización de partes que

necesitan repararse:

• Mostrar mallas en vistas sombreadas

Dibuja las aristas de una malla para que pueda ver claramente cada cara.

• Color de estructura alámbrica fijo para todos los objetos

Las aristas de las caras de malla se dibujarán de un color ligeramente más claro o más

oscuro que el color de objeto.

Para la reparación de mallas, si dibuja toda la estructura alámbrica en negro,

independientemente de color de la malla, puede haber más contraste y facilitarse la

visualización de la estructura de la malla.

• Añadir color en caras posteriores

Las caras de malla tienen una parte frontal y una parte posterior. La dirección "frontal"

se denomina la normal de la cara. Por defecto, la parte frontal de una cara será del color

de la capa o del color del objeto.

La opción Cambiar color de caras opuestas cambia el color de todas las caras opuestas.

Estas dos opciones permiten ver si las normales de la malla están orientadas en la

misma dirección.

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66

Para comenzar el trabajo es necesario instalar dos nuevos modos de visualización en

Rhino detectar los errores con más facilidad que hay que repararse.

Para ello es necesario ir a:

Tools --> Options --> Appearance --> Advanced Settings

Y darle a New y se abrirá la siguiente ventana en la que hay que ajustar los parámetros

según indica la tabla de abajo:

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67

Modo 1 Modo 2

Algunas definiciones:

*Flat shading: inutilizar el modo de visualización automático de alisado de mallas

*Backface: los rasgos de las mallas y de las superfices tienen direcciones delanteras y

traseras. Backfaces estan orientadas hacia el interior de un volumen cerrado.

*Naked edges: son mallas o superficies que no están unidas con otras mallas o con otras

superficies.

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68

3.3.3 ABRIR EL ARCHIVO

El formato de archivo que se va a abrir con Rhino va a ser .OBJ. Pasos:

1. Abrir una sesión de modelado nueva usando la plantilla Small objects-

millimeters.

2. Ir a File -> Import y seleccionar el archivo, en este caso Mango.OBJ, exportado

desde ScanStudio. El modelo está formado por una sola malla.

3. Usar los comandos de Trasformación para mover y posicionar el modelado a la

posición 0.0 para facilitar el manejo.

4. Al abrirse el modelado se visualizara con el modo Wireframe con el cual se ven

todos los triángulos con los que está formada la malla.

Por lo tanto es necesario cambiar al modo creado en el paso anterior Shaded

Mesh Editing.

View-> Shaded Mesh Editing

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69

3.3.4 ANALIZAR Y REPARAR LA MALLA

En muchos casos, el objeto exportado .OBJ viene subdivido en un nº

determinado de mallas unidas, pero para trabajar en Rhino resulta mucho mas cómodo

trabajar con una sola malla. Además puede haber otros muchos problemas que

dificulten el trabajo de conseguir un modelado con el que trabajar después para

desarrollar el producto, para utilizarlo para STL...

CheckMesh: sirve para revisar las superficies de posibles errores. En primer lugar

examina el archivo:

Si el modelo no pasa la revisión, se abrirá una lista especificando los problemas

que ha detectado con la resultará mas fácil tratar las superfices.

Si el modelo pasa la revisión, significa que está exento de los errores que intenta

detectar el programa, pero esto no significa que el modelado está correcto al

100%. Uno estos errores difíciles de detectar son que se doblan por sí mismas,

que se auto-entrecruzan,...

Nota: Este comando solo actua cuando el archivo abierto es un .OBJ. Y para su

utilización deberemos realizar lo siguiente:

1) Tools > Toolbar layout

2) Se abre una lista que enumera todas barras de herramientas disponibles:

3) Seleccionamos la barra llamada Analyse y en la pantalla aparece el siguiente cuadro:

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70

4)Pulsamos el icono del stick y se abre una nueva ventana

llamada Geometry Fix donde el icono señalado es CheckMesh:

A continuación se enumeran los errores que Check Mesh analiza y que es necesario

eliminarlos si el fin del modelo 3D es para prototipado rápido.

• Degenerate faces (caras erróneas)

Son superficies erróneas.

Usar Cull Degenerate Mesh Faces: suprime las caras de la superficie que tienen

área 0.

• Zero length edges (bordes de longitud 0)

Normalmente aparecen como resultado de las superficies degeneradas.

Usar CullDegenerate Mesh Faces.

• Non-manifold edges (no varios bordes)

Son bordes de superficies o de mallas que están unidos por dos o más bordes al

mismo tiempo. Rhino no permite NonManifold edges en las superficies de los

modelos.

Utilizar ExtractNonManifoldMeshEdges. Este comando separa caras del la malla

principal que tienen más de una cara unida a un único borde.

• Naked edges (bordes desnudos)

Los bordes desnudos son permitidos pero pueden causar problemas con el

prototipado rápido.

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71

Para visualizarlos:

Usar Show Edges (Mostrar bordes):

Analyse-->Edge Tools-->Show Edges

Cuando seleccione un objeto, la línea de comandos comunicará el número de

bordes desnudos en el objeto.

--> Si NO se informa de bordes desnudos, el modelo es hermético.

Utilizar el modo de visualización alámbrica para poder ver los bordes desnudos

más claramente.

Es posible eliminar con FillMeshHole, FillMeshHoles o MatchMeshEdges. Que se

encuentran en:

Mesh--> mesh repair tools

• FillMeshHole, FillMeshHoles: Cuando hay agujeros en las mallas, los límites

de éste, aparecen como bordes desnudos. Rellena un agujero en la malla

seleccionada mediante la designación de un borde de agujero.

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72

• MatchMeshEdges: Esta función mueve los bordes de las

superficies de una malla abierta para unirlos con los bordes de otra

superficie adyacente según la tolerancia especificada, cerrando la malla.

• Duplicate faces (caras duplicadas)

Arreglar con ExtractDuplicateMeshFaces : Esta orden separa caras idénticas en una

única malla de la malla primitiva.

Mesh > Mesh Edit Tools > Extract > Duplicate

• Disjoint pieces (piezas separadas)

Indica el número de partes individuales en la malla.

Utilizar SplitDisjointMesh: Esta herramienta divide la malla de un objeto en varias

partes cuando éstas no están unidas, pero siguen siendo un único objeto:

Mesh > Mesh Repair Tools > Split Disjoint Mesh.

• Unused vertices (vértices no utilizados)

Normalmente no causan ningún problema en el modelo y no hay ningún comando

para eliminarlos

• Normal mesh (dirección de las normales de la malla)

Alinear dirección normal

Si las mallas tienen caras que no apuntan hacia la misma dirección o caras y puntos

que no son válidos, las siguientes herramientas pueden eliminar elementos no

válidos:

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73

• Remove Degenerate Faces (EliminarCarasErróneas):

Elimina caras de malla en el modelo que no tienen vértices de área y malla que no

están referenciados por una cara.

• Unify Normal Mesh (UnificarNormalesDeMalla):

Hace que todas normales de las caras de una malla apunten hacia la misma dirección.

• Rebuilt Normal Mesh (ReconstruirNormalesDeMalla):

Reconstruye todas las normales de la malla.

Utilizar este comando cuando el comando UnificarNormalesDeMalla no consigue

tener todas las normales en la misma dirección.

• Rebuilt Mesh (ReconstruirMalla):

Quita toda la información de una malla y devuelve sólo la geometría de malla.

Pero también hay más herramientas dentro del apartado Mesh muy importantes

para reparar y eliminar los errores:

EXTRAER:

• ExtractConnectedMeshFaces:

Separa de la malla principal aquellas caras conectadas a la cara seleccionada

donde el ángulo entre las caras está dentro del los límites definidos, es decir,

extrae un conjunto de caras de una malla según un ángulo de ruptura.

o 0 grados para hallar áreas planas. A veces las mallas planas tiene un

poco de ruido, por ello es mejor dar grado 1.

o 10 y de 25 grados para hallar características.

• DuplicateMeshFaces:

Extrae caras duplicadas en una malla individual.

• ExtractMeshEdges:

Extrae bordes de las caras

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74

• ExtraerCarasDeMallaPorLongitudDeBorde

Extrae todas las caras que tienen un borde superior o inferior a la longitud

especificada.

Este comando sirve para eliminar todos los triángulos pequeños o grandes que

no pertenecen a la malla.

Opciones

o La opción InferiorA: selecciona caras con una longitud de borde inferior al valor

especificado.

o La opción SuperiorA: selecciona caras con una longitud de borde superior al

valor especificado.

o LongitudDeBorde: Define la longitud del borde a comparar.

las caras rojas extraídas tienen una longitud

de borde inferior a 0.1

• ExtraerCarasDeMallaPorRelaciónDeAspecto

Selecciona y extrae caras de malla en base a la relación de longitud y anchura. Este

comando sirve para encontrar triángulos son muy largos en comparación con su

anchura.

Una relación de 25:1 o superior se considera largo.

Opciones

o RelaciónDeAspecto : Define la relación de aspecto de destino.

las caras rojas extraídas tienen unarelación de

aspecto de 9:1 o más.

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75

• ExtraerCarasDeMallaPorÁrea

Extrae caras de malla superiores o inferiores al área de superficie especificada.

Puede especificar un intervalo de tamaño o designar una superficie para utilizar

como tamaño de ejemplo.

Este comando va muy bien para eliminar caras muy pequeñas de una malla.

Opciones

o SeleccionarCarasSuperiorA: Selecciona caras con un área mayor que el valor

especificado.

o SeleccionarCarasInferiorA: Selecciona caras con un área menor que el valor

especificado.

o DesignarIntervaloDesdeCara: Define el área designando una cara de ejemplo. Se

utiliza un intervalo de ±0.1 el área de la cara seleccionada.

• ExtraerCarasDeMallaPorÁnguloDeDesmoldeo

Parte un objeto de malla basándose en el ángulo de las caras para ver.

Este comando funciona bien para dividir un objeto de malla para moldes o para

buscar áreas de mecanizado negativo.

Opciones

o ÁnguloInicialDesdeDirDeCámara: Define el ángulo inicial a partir de la dirección

de la cámara de la vista.

o ÁnguloFinalDesdeDirDeCámara: Define el ángulo final desde la dirección de la

cámara de la vista.

o ObtenerBorde: La opción Sí crea curvas en los bordes de las caras seleccionadas.

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76

Las caras de malla se seleccionaron en la vista

superior.

PARCHE CON CARA

Permite seleccionar bordes y vértices de una malla para una nueva cara que

conecte dichos bordes.

Utilizar el comando ParcheConCara para llenar vacíos y luego utilizar el comando

RellenarAgujero para rellenar el agujero resultante.

Opciones

o UnirMalla: Si está seleccionada la opción Sí, la nueva cara seunirá a la malla

original.

PARTIR BORDE DE MALLA

Divide un borde de malla para crear dos triángulos.

Utilizar el comando PartirBordeDeMalla para especificar cómo quiere dividir caras y

luego iguale una malla adyacente con el comando IgualarBordeDeMalla.

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77

ALINEAR VÉRTICES DE CARA

Mueve los vértices que están dentro de una tolerancia en el mismo punto.

Este comando sirve para áreas que tienen muchos vértices que deberían estar en el

mismo punto, pero que por alguna razón no lo están.

Opciones

o SeleccionarVértices: Selecciona los vértices a alinear.

o SeleccionarBordesDesnudos: Selecciona los bordes desnudos para alinear todos

losvértices en el borde.

o DistanciaAAjustar : Permite definir la distancia de tolerancia.

CONTRAER CARAS Y BORDES

Al igual que los comandos de extracción, estos comandos hallan triángulos en una malla

que se ajustan a determinados criterios. A diferencia de los comandos de extracción,

estos comandos mueven vértices sin abrir agujeros adicionales en la malla. Es una buena

manera de eliminar triángulos pequeños o largos y delgados.

• ContraerPorÁrea: Contrae caras de malla que tienen áreas de superficie que son

mayores o menores que un número especificado.

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78

• ReducirCarasDeMallaPorRelaciónDeAspecto: Contrae caras de

malla basándose en un intervalo específico de longitud y anchura. Una

relación de 25:1 o superior se considera largo.

• ContraerBordeDeMalla: Contrae los bordes seleccionados. El borde se contraerá

en un vértice.

• ContraerCaraDeMalla: Contrae las caras seleccionadas. La cara se contraerá en

un vértice.

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79

• ContraerVérticeDeMalla: Contrae todas las caras conectadas en

un vértice seleccionado. Las caras adyacentes se ajustan para rellenar el

agujero.

Ahora comenzamos el estudio y la limpieza de las mallas del modelo del mango del

bastón de senderismo:

En primer lugar observamos el modelo a simple vista utilizando el modo de visualización

Shared Mesh Editing:

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80

En la malla importada a Rhino se puede observar una gran cantidad de

naked edges que delimitan las superficies por las que está formada la malla,

en total 15 superficies forman el objeto. Esto lo sabemos al utilizar el comando

CheckMesh, ya que al seleccionar todo el modelado aparece la descripción de 15

superficies diferentes.

También se puede observar al analizar la malla del objeto escaneado detenidamente,

que las superficies son irregulares, no tienen una textura lisa. Hay una gran cantidad de

rugosidades y ondulaciones importantes que han de eliminarse ya que si el modelado se

va utilizar para realizar un prototipo rápido, éste no va a tener una buena calidad. Esto

va a ser un trabajo difícil de conseguir y la mejor manera de ello va a ser volverlo a

modelar mediante ingeniería inversa.

Además la maqueta que ha sido escaneada no tiene la forma exacta que ha de tener el

objeto, con lo que al volverlo a modelar utilizando como referencia este modelo, se

corregirá la forma.

Finalmente se añadirán todos los detalles como los botones, la pantalla, el orificio de la

parte inferior en que se introduce el palo de aluminio, la zona de agarre con las texturas

adecuadas para conseguir una imagen lo más parecida al objeto real.

En primer lugar hay que analizar la malla mediante el comando CheckMesh que

analizará si hay o no todos los errores explicados en el apartado anterior en las

diferentes superficies. La lista indica que 14 de ellas son mallas buenas mientras que una

no lo es.

Para averiguar de cuál de ellas se trata, las vamos a analizar individualmente y

encontramos que la malla seleccionada en amarillo tiene la descripción que a

continuación se muestra:

This is a bad mesh.

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81

• Here is what is wrong with this mesh: • Mesh has 2 non manifold edges.

• Mesh has 1 duplicate face. • Skipping face direction check because of positive non manifold edge count. • Importants thing to consider with this mesh: • Mesh has 1355 naked edges. Although this does not necessarily mean

that the mesh is bad, • naked edges can cause problems if the ultimate goal is STL output. • General information about this mesh: • Mesh does not have any degenerate faces. • Mesh does not have any zero length edges. • Mesh has 12 disjoint pieces. • Mesh does not have any unused vertices

Para poder trabajar más fácilmente con el conjunto de mallas las uniremos en única. De

esta manera, desaparecerán la gran cantidad de naked edges que hay debido a los

bordes que delimitan cada una de las 15 mallas. Para ello:

Edit > Join > seleccionar todas las mallas

Al unirse todas las superficies desaparecerán los bordes del contorno.

Ahora al utilizar el comando CheckMesh aparecerá una sola descripción:

This is a bad mesh. • Here is what is wrong with this mesh: • Mesh has 2 non manifold edges. • Mesh has 1 duplicate face.

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82

• Skipping face direction check because of positive non manifold edge count.

General information about this mesh:

• Mesh does not have any degenerate faces. • Mesh does not have any zero length edges. • Mesh does not have any naked edges. • Mesh does not have any disjoint pieces. • Mesh does not have any unused vertices.

Comenzamos el trabajo de reparación eliminando los 2 non manifold edges. Para ello,

usamos:

Mesh > Mesh Edit Tools >Extract > Duplicate

Seguidamente se selecciona de nuevo CheckMesh para comprobar el efecto que se ha

producido en la malla.

This is a bad mesh.

• Here is what is wrong with this mesh:

• Mesh has 2 non manifold edges.

• Skipping face direction check because of positive non manifold edge count.

• Importants thing to consider with this mesh:

• Mesh has 2 naked edges. Although this does not necessarily mean that

the mesh is bad,

• naked edges can cause problems if the ultimate goal is STL output.

General information about this mesh:

• Mesh does not have any degenerate faces.

• Mesh does not have any zero length edges.

• Mesh does not have any duplicate faces.

• Mesh does not have any disjoint pieces.

• Mesh does not have any unused vertices

En primer lugar hay que eliminar los NON MANIFOLD EDGES.

En primer lugar:

a) Observaremos a qué se deben los 2 bordes desnudos, ya que nos pueden ayudar

a detectar los non manifold edges.

b) Si aún queda alguno, se buscaran y se eliminaran.

Nota: la eliminación de los non manifold edges puede llegar a ser una tarea complicada

y costosa si el mallado no está suficientemente simplificado ya que tienen un gran

número de caras.

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83

Se abre la herramienta mostrar bordes y pulsamos el botón Zoom para

que directamente se enfoquen los bordes desnudos:

Y efectivamente, los bordes magentas pertenecen una cara con un non manifold edge.

Para eliminarlo se utiliza la herramienta:

Mesh > Edit mesh tools > Delete Mesh Faces

Y se selecciona esa cara.

Se vuelve a comprobar los resultados con CheckMesh:

This is a bad mesh.

Here is what is wrong with this mesh:

• Mesh has 1 non manifold edge.

• Skipping face direction check because of positive non manifold edge count.

General information about this mesh:

• Mesh does not have any degenerate faces.

• Mesh does not have any zero length edges.

• Mesh does not have any naked edges.

• Mesh does not have any duplicate faces.

• Mesh does not have any disjoint pieces.

• Mesh does not have any unused vertices

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84

Ahora solo queda un non manifold edge.

Para eliminarlo es necesario: 1. Localizarlo en la malla. 2. Suprimirlo.

Nota: Este paso puede costar un buen rato si el modelo es grande, complejo y con un tamaño de triángulo pequeño. Para ello se suele utilizar el modo de vista alámbrico. 1. Puede que se encuentra en esta zona de la malla donde los bordes parecen que se entrecruzan. 2. Por lo tanto se van a eliminar todas estas caras y luego se volverá a comprobar el estado de la malla para ver si se ha eliminado el non manifold edge. Usar: Mesh > Edit Mesh tools > Delete Mesh Faces y borrar todas caras de la zona mostrada.

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85

Comprobamos los resultados de nuevo con CheskMesh: This is a good mesh.

General information about this mesh: • Mesh does not have any degenerate faces. • Mesh does not have any zero length edges. • Mesh does not have any non manifold edges. • Mesh does not have any naked edges. • Mesh does not have any duplicate faces. • Mesh does not have any faces that could make it better if their directions

were flipped. • Mesh does not have any disjoint pieces. • Mesh does not have any unused vertices.

Si la finalidad es la producción STL, el modelo está preparado para ello ya que se ha conseguido una malla hermética (principal requisito). Aunque hubiera sido necesario arreglar la parte inferior del mango ya que la he dejado con hendiduras para dentro. Pero realizar la limpieza y reparación de la malla no es necesario si se va a utilizar para realizar un trabajo de ingeniería inversa y reconstruir el objeto mediante superficies Rhino, aunque técnicamente facilitará el trabajo de conseguir curvas completas que servirán como referencia. De esta manera se eliminarán también todos defectos de irregularidades de la superficie o se modificaran las formas cuando sea necesario.

3.3.5 REMODELACIÓN MEDIANTE SUSTITUCIÓN DE SUPERFICIES

Una vez preparada la malla, vamos a dividir el objeto en mallas lógicas. Este sólido se

puede separar en dos partes principales: el cuerpo y la tapa superior.

En primer lugar vamos a comenzar por modelar el cuerpo, por tanto eliminamos la parte

del modelo que queda por encima del plano:

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En el plano queda proyectada la curva de su intersección del modelo.

Ésta nos va a servir como referencia y para construir el nuevo sólido. Pero

debido a la forma del mango que se ha escaneado no es simétrica y tiene algunas

irregularidades.

Para corregir esto, crearemos una curva ajustándola a la del plano y posteriormente se

usará el comando simetría.

Ahora hacemos un plano vertical en el eje central de la curva creada anteriormente y

hacemos la intersección del plano con el sólido. Seguidamente volvemos a realizar una

curva ajustada a la creada por la intersección pero corrigiendo las irregularidades:

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Para realizar la superficie del cuerpo, la mejor opción es utilizar el comando Sweep 2

Rails --> surface> sweep 2 rails (barrido por dos carriles). Y para ello es necesario tener

2 curvas para los raíles y las curvas transversales que sean necesarias para conseguir la

forma deseada.

En este caso se van a hacer una serie de planos horizontales en puntos de la curva

vértical cruciales para la forma.

Con cada uno de los planos seguiremos lo siguientes pasos:

Realizar la intersección del modelo con el plano para obtener la curva que

nos servirá de referencia.

Edit > Split

Dibujar curva ajustándola a la curva de intersección siendo simétrica

respeto del plano vertical.

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Por ejemplo:

Curva de intersección Curva simétrica creada

Visto en perspectiva:

Continuamos con el siguiente plano horizontal:

Curva de intersección Nueva curva creada*

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* Se observa que la forma de la curva intersección es un poco

rectangular debido a que al realizar la maqueta no se ha podido conseguir la

forma cilíndrica que debería tener y además esta desplazada. Por ello ahora podemos

corregir estos errores, cogiendo el centro situado en el plano vertical y modificando esa

curva rectangular a una circular.

Siguiendo estos pasos en cada uno de los planos horizontales conseguimos esta red

curvas:

Para construir una superficie que tenga siga la forma que marcan las curvas, se va a

utilizar el comando Sweep 2 rails (barrido por dos carriles).

Para usar esta opción en necesario tener los siguientes elementos:

- dos curvas que guíen el camino de las curvas transversales.

- curvas transversales que corten a las dos curvas raíles.

El resultado obtenido es el siguiente:

Curvas raíles

Curvas transversales

Puntos de corte entre las

curvas raíles y las

transversales.

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Comparamos el modelado creado (rojo) con el escaneado (blanco):

En la imagen de la izquierda observamos que el perfil de ambos modelos son

exactamente iguales, pero en la de derecha se puede ver una serie de diferencias:

- el modelado blanco se aprecia desplazado hacia la izquierda. Esto se debe a que

la maqueta no se ha conseguido hacerla recta o bien a que cuando se ha escaneado a

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quedado por alguna razón un poco inclinada. El modelado rojo es

simétrico respecto a un eje central vertical.

- el nuevo modelo ya tiene unas curvas un poco mas redondeadas más parecidas

al objeto real ya que esto no se ha conseguido al realizar la maqueta.

- en la parte inferior del modelo rojo ya no aparecen esas irregularidades en la

superficie que hay en el mango usado como referencia (el blanco)

Además se observa que la parte superior de la carcasa está bastante inclinada por lo que

habrá que realizar la nueva curva paralela a las demás.

En la imagen que se muestra a continuación, se puede apreciar también una gran

cantidad de rugosidades que es necesario eliminarlas y no sería tarea fácil hacerlo

directamente sobre la malla escaneada. También falta en esta malla la tapa de la pila y

la superficie donde se encuentra la pantalla está demasiado difusa. Por estas razonas, la

mejor opción es crear nuevas superficies tomando como referencia principal el modelo

original.

Para corregir esos defectos y construir la carcasa superior hacemos lo siguiente:

1) Crear la curva en un plano paralelo a los de las curvas transversales para crear

la superficie superior del mango.

2) Para unir ambas superficies de forma redondeada y continua usamos el

comando Blend Surface (mezclar superficies). Con la cual se puede ajustar una curva de

empalme los mas semejante al modelo de referencia:

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92

3) Ahora creamos la hendidura rectangular de la pantalla. Para ello tomamos

como referencia el modelo escaneado y hacemos el rectangulo. Posteriormente lo

desfasamos un 1mm hacia abajo , cerramos las superficies laterales y hacer pequeños

empalmes en las esquinas.

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Pasamos a hacer los elementos del mango que no se han escaneado y

por lo tanto no tenemos información en el modelado blanco.

Pero con Rhino es posible introducir fotografías o imágenes que pueden servir como

referencia.

Antes de deshacer la maqueta de presentación que se había realizado en fases

anteriores, he hecho una serie de fotos desde diferentes posiciones. Para hacer los

botones utilizaremos la siguiente:

1) Iremos al cuadro de opciones de las barras de herramientas y activaremos la

llamada backaround bitmap.

Tools > toolbar layoud > backaround bitmap

Ampliaremos la vista frontal para trabajar con ella y pulsaremos el primer botón para

introducir la imagen. Posteriormente será necesario ajustar la tanto la posición y el

tamaño de la imagen al modelado con el tercer y el cuarto icono.

Es

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necesario ocultar el objeto rojo para poder visualizar la imagen

completa.

Posteriomente se dibujan las curvas de los botones utilizando diferentes comandos de

dibujo.

2) Se extruyen estas curvas en dirección al modelado para luego partirlo

obteniendo la forma de los botones sobre la superficie.

3) Se ha extruye la curva con la que se ha creado el sólido del mango (curva raíl)

Surface>extrude curve>Along curve

Ahora la copiamos para tener una nueva superficie a 1 mm de distancia hacia adelante

para hacer el espesor del botón y recortamos las extrusiones de las curvas de los

botones.

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Recortamos la parte de la extrusión de los botones que quedan por delante de este

plano y lo que queda por dentro del modelado hasta obtener los siguiente:

Ahora hay que cerrar los botones, y para ello utilizamos el comando Patch (parche) y

luego redondeamos los bordes para que no queden aristas bruscas utilizando Fillet

Surface (Empalmar superficies). El empalme ha de ser inferior a 1mm ya este valor es el

espesor.

El siguiente elemento a realizar va a ser el orificio y la tapa de donde va colocada la pila.

1) extruimos un círculo hacia abajo con las caras laterales e inferior cerradas.

2) creamos un cilindro sólido como tapa con un espesor de 1 mm

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3) se recorta un rectángulo en el centro para hacer la hendidura

para luego abrir el compartimento y poder cambiar la pila.

Una vez realizado el compartimento de la pila, seguimos por las zonas de agarre en el

lateral del mango. Para ello se va a seguir el mismo procedimiento que para los botones:

1) Introducción y ajuste del bitmap.

2) Dibujo de las curvas ajustándolas según la imagen..

3) Extrusión de las curvas.

4) Copia del mango 1 mm hacia el lado donde están las extrusiones.

5) Recorte de las extrusiones por delante de la copia del mango.

6) Mezcla de las superficies para redondear los bordes.

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Finalmente el modelado total queda de la siguiente manera:

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3.3.6 DESARROLLO Y MODELADO DE LAS PIEZAS

Hasta ahora se ha conseguido el modelado del conjunto del mango a partir

del modelo digital generado por el escáner 3D.

El siguiente paso para continuar el desarrollo del producto es realizar cada una de las

piezas de las que se compone a partir de ese conjunto y realizar las modificaciones

necesarias para su posterior fabricación y uso adecuado, como por ejemplo:

• Dar los espesores adecuados a cada una de las carcasas

• Colocar nervios y elementos que aumenten la resistencia de las carcasas

teniendo en cuenta los esfuerzos a los que va estar sometidas.

• Diseñar los diferentes tipos de unión para el ensamblaje de todas las piezas. Hay

que tener en cuenta que la zona de arriba ha de ser estanca.

• Asignar los materiales apropiados.

• Determinar el proceso de fabricación para cada uno de los elementos, ya que va

a afectar considerablemente en el diseño de todos ellos.

Primero hay que establecer el número de piezas del que va a constar:

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ASPECTOS A TENER EN CUENTA EN EL DISEÑO

CARCASAS LATERALES:

• Tienen que ser ligeras

• Sistema de unión entre ambas carcasas laterales

• Sistema de unión entre carcasas laterales y carcasa superior

• Sistema de unión entre carcasas laterales y palo telescópico

• Alojamiento estanco para el dispositivo electrónico

• Superficie lisa y adaptable a la mano.

• Ranura para colocar la dragonera.

CARCASAS SUPERIOR:

• Tiene que ser ligeras

• Sistema de unión entre carcasa superior y carcasas laterales estanco.

• Sistema de unión entre carcasa superior y tapa pila.

• Superficie lisa y con alojamiento para la pantalla LCD.

TAPA PILA:

• Sistema de unión entre la tapa y la carcasa superior estanco.

• Sistema de abertura sin necesidad de herramientas para poder cambiar la pila

en cualquier momento, incluso cuando esté en uso.

ZONAS DE AGARRE:

• Evitar que la mano se resbale.

• Sistema de abertura sin necesidad de herramientas para poder cambiar la pila

en cualquier momento, incluso cuando esté en uso.

• Uniforme con relación a la carcasa superior

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10

0

4.1.1 Carcasas laterales

Posible dirección de desmoldeo

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10

1

Ambas piezas pueden fabricarse mediante inyección con una única

dirección de desmoldeo ya que no tiene ninguna contrasalida.

Además se ha diseñado con un pequeño ángulo de desmoldeo como se puede observar

en las imágenes inferiores.

4.1.2 Carcasa superior

4.1.3 Tapa del compartimento de la pila

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2

4.1.4 Zona de agarre

4.1.5 Ensamblaje

SECUENCIA

1- introducir los tetones por los orificios del palo

encajando a su vez los de ambas carcasas

2- introducir los tornillos por los orificios de la carcasa delantera y roscar con un

destornillador de estrella.

3- colocar el dispositivo electrónico en hueco superior que queda entre las carcasas

laterales y los botones.

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3

4- una vez fijada las carcasas y el palo telescópico encajar la carcasa

superior mediante presión hasta la pestaña encaje en la ranura

5- roscar la tapa de la pila en la carcasa superior

6- introducir las zonas de agarre en los orificios de la carcasa delantera.

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10

4

4. BIBLIOGRAFIA

http://www.xing.com/net/ingenieriainversa/que-es-la-ingenieria-inversa-aplicaciones-y-

tecnologias-326226/que-es-la-ingenieria-inversa-19511031/19770747/

http://www.rhino.es

http://www.nextengine.com/indexSecure.htm

http://www.youtube.com

http://www.wikipedia.com

http://www.wordreference.com

http://www.innocamaras.org/metaspace/portal/13626/13886-dise%C3%B1o-industrial-

y-desarrollo?pms=1,41371,13881004,view,normal,0

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